2022-2023学年新疆兵团二中八年级下学期期末物理试卷(文字版含答案解析)
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一、选择题(本大题共12小题,每小题2分,共24分)
1.(2分)下列成语中可以用重力的知识来解释的是( )
A.风吹草动 B.孤掌难鸣 C.落叶归根 D.鱼死网破
2.(2分)如图,下列工具在使用中属于省力杠杆的是( )
A.订书机 B.托盘天平
C.钓鱼竿 D.筷子
3.(2分)下列有关的生活实例与其所运用的物理知识的说法中,正确的是( )
A.自行车坐垫呈马鞍型,是为了增大受力面积减小臀部所受的压力
B.三峡船闸是连通器的应用
C.修盘山公路,利用了高度一定时斜面越短越省力的道理
D.静止在水平地面上的汽车,其对地面的压力与地面对它的支持力是一对平衡力
4.(2分)下列关于力和运动的说法正确的是( )
A.用力推桌子,桌子静止不动,是因为推力小于摩擦力
B.鸡蛋磕到碗边上鸡蛋破了,是因为碗对鸡蛋的力大于鸡蛋对碗的力
C.推出去的铅球可以在空中继续运动,是因为铅球仍受到手对它的作用力
D.在草地上滚动的足球,最终会停下来,是因为足球受到了草地对它的摩擦力
5.(2分)两个用同一种材料制成且完全相同的密闭圆台形容器一正一反放置在同一水平桌面上,容器内装有质量和深度均相同的液体,如图所示,若它们分别在水平方向拉力F1和F2的作用下沿桌面做匀速直线运动,速度分别为ʋ和2ʋ,容器底部受到液体的压强分别为p1和p2,下列关系正确的是( )
A.p1=p2 F1=F2 B.p1>p2 F1<F2
C.p1>p2 F1=F2 D.p1<p2 F1>F2
6.(2分)小明同学对一些物体的重量进行了估测,你认为其中可能的是( )
A.一名中学生重约50N
B.一袋方便面重约1N
C.一根普通的香蕉重约40N
D.这一张物理试卷的质量约为0.4N
7.(2分)甲、乙、丙三个相同的柱形容器分别盛有不同液体,均放在水平桌面中央。将同一正方体物体先后放入三个容器中,所处的位置如图所示。则下面判断正确的是( )
A.比较物体所受到的浮力,则F浮甲<F浮乙<F浮丙
B.比较杯底对桌面的压强,则p甲>p乙>p丙
C.比较容器底部受到液体的压力,则F甲′<F乙′<F丙′
D.比较物体下表面所受的压强,则p甲′<p乙′<p丙′
8.(2分)水平桌面上放着甲、乙两个完全相同的梯形容器,放置情况如图所示,分别装满同种液体,其中A点到甲容器顶部的距离和B点到乙容器底部的距离相等,A、B两点受到的液体压强为pA、pB,容器底部受到液体压力为F甲、F乙,则下列说法正确的是( )
A.pA=pB F甲>F乙 B.pA=pB F甲=F乙
C.pA<pB F甲=F乙 D.pA<pB F甲>F乙
9.(2分)图中,水平桌面上有A、B两个相同的容器,分别放有甲、乙两个小球,两球在水中分别处于漂浮和悬浮状态,且两容器中的水面高度相同,则下列说法中正确的是( )
A.两球的质量可能相等
B.两球受到的浮力一定相等
C.A容器底部受到的压力比B容器的小
D.B容器中加入盐水后,乙球受到的浮力比甲球的大
10.(2分)用弹簧测力计将沉在水底的实心物块匀速直线提升至下表面离水面2cm处,如图甲所示,物块被提升的速度恒定为0.02m/s。物块提升过程中,弹簧测力计示数F与物块上升高度h的关系如图乙所示。(g取10N/kg,水的密度是1.0×103kg/m3)则( )
A.物块浸没在水中受到的浮力为10N
B.物块下表面受到水的最大压强为8.0×102Pa
C.物块的密度为5.0×103kg/m3
D.物体离开水面后,弹簧测力计对物块做功的功率为0.2W
11.(2分)如图所示,放在光滑水平面上的小车上固定一块磁铁,人用木杆吊着一块磁铁,始终保持两块磁铁之间有一定的间隙且不变。则小车的状态是( )
A.匀速直线运动或静止
B.有时快有时慢的直线运动
C.向右运动,越来越快
D.向左运动,越来越快
12.(2分)量程为100mL的量筒里装有70mL的水,小明将一个钢笔慢慢放入量筒中如图所示,钢笔处于漂浮状态,此时量筒液面对应95mL,水没有溢出,但小明发现量筒中有水渐渐漏进钢笔中,最终钢笔沉入量筒底部,从钢笔漂浮到沉底整个过程,以下说法正确的是( )
A.钢笔没有放入量筒时,其质量大于25g
B.水渐渐漏进钢笔过程中,液面会不断下降
C.钢笔沉入量筒底部时,水一定不会溢出量筒
D.整个过程中、水对量筒底部的压强保持不变
二、填空题(本大题共10小题,每空1分,共34分)
13.(3分)目前有一种倍受关注的喷气飞行背包。如图,人背上后能通过该设备获得动力,实现人类自由单人飞翔的梦想。该背包发动机将汽油燃烧后的气体通过喷气孔喷出,使人获得飞行动力,这是利用物体间 。该背包每小时消耗5kg汽油,这些汽油完全燃烧放出的热量为 J。汽油燃烧将化学能转化为内能,用来对人和飞行背包做功,还有部分内能散失到空气中,但这些内能却无法再被利用来对人和飞行背包做功,说明能量的转移和转化具有 (汽油的热值为q=4.6×107J/kg)。
14.(3分)浩瀚星空,飞天逐梦,中国航天员再次出征探苍穹。2021年10月16日,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭,在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射,并成功入轨对接中国空间站。火箭的燃料使用了液态氢,主要是因为它的 大,火箭发射升空时,燃料的化学能转化为 能,再转化为火箭的机械能,这个过程中火箭的机械能 (选填“守恒”或“不守恒”)
15.(3分)阅读以下材料,回答后面的问题。
中国核潜艇部队,是中国完全依靠自己的力量,建设的一支能够有效地巩固海防、捍卫国家主权、领土完整与统一的现代化部队,核潜艇是指以核反应堆为动力来源设计的潜艇,为当前军事理念中军事核能“三位一体”中海基核力量的主要实现形式,在1996年3月的台海危机中,中国海军的核潜艇作为国家威慑力量的象征,充分发挥了其应有的作用,目前世界上绝大多数潜射导弹都是冷发射的,即先用高压空气将导弹弹出水面后导弹再点火发射,要经历水中出筒弹道、水中航行弹道及出水弹道三个重要阶段,才能进入大气环境中飞行,导弹发射后,为了稳定潜艇姿态,还要通过补水舱对潜艇进行调整。
(1)当核潜艇在海面上航行时,核潜艇受到的浮力和重力的大小关系是F浮 G(选填“>”、“<”或“=”)。
(2)导弹被高压空气弹出时,潜艇本身产生剧烈的振动,这是因为 。
(3)导弹发出后,潜艇受到的浮力大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”),为了平衡潜艇姿态,应该通过调控系统对澘艇进行补水。
16.(2分)如图的港珠澳大桥是在“一国两制”框架下,粤港澳三地首次合作建设的超大型跨海交通工程,它是全球最长跨海大桥,于2018年10月24日正式通车运营。小轿车在桥面上高速行驶时对桥面的压力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)车所受重力,此时轮胎的温度升高主要是通过 的方式改变内能的。
17.(7分)如图所示,台秤上放置一个装有适量水的烧杯,已知烧杯和水的总质量为600g,杯的底面积为100cm2,将一个质量为300g、体积为400cm3的长方体实心物体A用细线固定在烧杯底部(烧杯的厚度忽略不计,物体被水浸没,g=10N/kg)。则:
(1)物体A的密度是 g/cm3,在将物体固定在烧杯底部后,如图,物体A所受的浮力为 N,细线对物体A的拉力为 N,台秤的示数为 N。
(2)剪断细绳后,物体A静止时 ,(选填“漂浮”“悬浮”“沉底”),水对烧杯底的压强将 (选填“变大”“变小”或“不变”下空同),台秤的示数将 。
18.(3分)液体的压强跟 和 有关系,根据这一结论可知等质量的水分别装在细长的玻璃管和一个盆里,那么水对玻璃管底的压强 水对盆底的压强。
19.(3分)如图所示,把一个装有盐水的容器放在水平桌面上。
(1)图中的a、b两点处的压强pa:pb= ;
(2)盐水对容器底部的压力F跟盐水的重力G的大小关系是F G;
(3)如果再往容器中倒入些水并搅拌均匀,则图中的b点处的压强将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
20.(3分)用如图所示的滑轮组将重为300N的物体匀速提升了2m,机械效率为75%,动滑轮重60N。则此过程中有用功为 J,额外功为 J,拉力为 N。
21.(3分)高速铁路的输电线,无论冬、夏都绷得直直的,以保障列车电极与输电线的良好接触。图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂坠砣,其中定滑轮的作用是 ;不计滑轮和钢绳自重及摩擦,若要使输电线A端受到的拉力大小为1×104N,则坠砣受到的总重力为 N,若某段时间内坠砣串下降了30cm,则输电线A端向左移动了 cm(不考虑钢绳的热胀冷缩)。
22.(4分)物理知识与日常生活和技术密切相关,双肩背包的背带做得较宽,是为了减小 ;锅炉水位计是利用了 原理(均选填物理概念或装置名称);斧头刀刃磨得很锋利,是为了减小受力面积,增大 ,易于劈开物体;拦河大坝设计成上窄下宽则是因为水的深度越大,水对大坝的 越大。
三、作图题(每图2分,共6分)
23.(2分)如图所示,小球沿光滑斜面滚下,请作出小球所受到的力的示意图(忽略空气阻力。
24.(2分)有一物体放在水平地面上,一个人站在地上利用滑轮组利用300N的力将重物匀速提到楼上,请在图上画出滑轮组上绳子的绕法。
25.(2分)如图所示,轻质杠杆可绕O转动,杠杆上吊一重物G,在动力F1作用下杠杆静止在水平位置,l为动力F1的力臂,请在图中作出动力F1和阻力F2的示意图。
四、实验探究题(本大题共3小题,每空2分,共40分)
26.(10分)在“探究影响动能大小的因素”实验中,如图a、b、c所示,让质量为m、2m的两个小球分别从斜面上由静止滚下,小球撞击放在水平木板上的木块,使木块滑动,虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。
(1)本实验是通过比较 来比较小球的动能大小,这种研究问题的方法叫做 法。
(2)要探究动能大小与速度的关系时,应比较 两图进行的实验。
(3)在研究动能与质量的关系时,让小球从同一高度由静止滚下,这样做的目的是 。
(4)交通运输中,汽车的动能就越大,行驶时危险就越大,因此为了交通安全,减轻交通事故造成伤害,根据实验结果你给驾驶员提出的合理建议是 (一条即可)。
27.(20分)小明在探究“杠杆平衡条件”的实验中:
(1)小明实验前发现杠杆右端低,要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向 调节。小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是 ;
(2)如图甲所示,在杠杆左边A处挂3个相同钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右边B处挂同样钩码 个;
(3)在探究过程中,需要测量和记录动力、动力臂、阻力,阻力臂四个物理量,在进行多次实验的过程中,小明 (可以/不可以)同时改变4个量进行探究测量;
(4)做实验时,当杠杆由图乙的位置变成图丙的位置时,弹簧秤的示数将 。(填“变大”、“变小”或“不变”,设杠杆质地均匀,支点恰好在杠杆的中心,并且不计支点处摩擦)
(5)探究了杠杆的平衡条件后,小明对天平上游码的质量进行了计算,她用刻度尺测出L1和L2(如图丁所示),则游码的质量为 g(利用测出的物理量表达);
(6)调节杠杆在水平位置平衡后,进行如图戊所示的实验,用量程为0~5N的弹簧测力计在A点竖直向上拉(如图戊M所示),杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为2.5N。若弹簧测力计斜向上拉(如图戊N所示),杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为 (大于/小于)2.5N,此时拉力的方向与竖直方向的最大夹角为 (30°/45°/60°)。
(7)该小组同学在A点施加一个始终水平向左的拉力 ,发现无论用多大的力,都不能使杠杆在水平位置平衡,你认为原因是 。
28.(10分)在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,图示是圆柱体下降过程中弹簧测力计的读数F随圆柱体下降高度h变化的图像。(不计液面变化)求:
(1)分析图像可知,圆柱体重力是 N;
(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是 N;
(3)分析图像BC段,可得结论:物体浸没液体之前,浸入液体的深度越深,受到的浮力越 ;
(4)分析图像CD段,可得结论: ;
(5)根据图像,求出圆柱体的长度为 cm。
五、计算题(共16分)
29.(6分)一块碑石的体积是30m3,为了计算它的质量,在碑石上凿下一块小石块,测出其质量是160g,用量筒测量小石块体积为80mL。求:
(1)石块的密度;
(2)石碑所受的重力;
30.(10分)如图所示,水平桌面的正中央放着三个底面积均为500cm2的薄壁容器,容器内装有适当的水,在圆柱形的乙容器中放入一个密度为0.6×103kg/m3.体积为1dm3的木块漂浮在水面,现用力F将木块刚好压没于水中静止,水未溢出。求:
(1)静止时所施加的压力F的大小;
(2)乙容器中木块被压没后和没有放入木块时水对容器底部的压强增加了多少?
(3)若也将木块压没于甲、丙两容器中(木块未触底、水未溢出),静止时判断三容器中水对容器底部的压强增加量的大小关系。
2022-2023学年新疆兵团二中八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共12小题,每小题2分,共24分)
1.【答案】C
【分析】物体由于地球的吸引而受到的力叫重力。重力的施力物体是地球.重力的方向总是竖直向下。
【解答】解:A、草在风力的作用下摇动,A错误;
B、孤掌难鸣指的一个巴掌拍不响,力的产生要有两个物体,与重力无关,B错误;
C、树叶在重力的作用下降落,C正确;
D、鱼死网破指的是鱼用力将网冲破,与重力无关,故D错误。
故选:C。
2.【答案】A
【分析】结合图片和生活经验,找出支点,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。
【解答】解:
A、订书机在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A正确;
B、托盘天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,不省力、不费力,故B错;
C、钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C错;
D、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D错。
故选:A。
3.【答案】B
【分析】(1)减小压强的方法:在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,通过减小压力来减小压强。
(2)上端开口,下部相连通的容器叫连通器;当连通器内的液体不流动时,各容器中的液面总是相平的。
(3)盘山公路利用了斜面越长越省力的原理。
(4)根据二力平衡条件,判断车对地面的压力和地面对车的支持力是否是一对平衡力。
【解答】解:A、自行车坐垫呈马鞍型,在压力一定时,通过增大受力面积减小了车垫对臀部的压强,臀部感到比较舒服。故A错误;
B、三峡船闸利用了连通器原理,在连通器中同种液体不流动时各容器中液面总保持相平,故B正确;
C、修盘山公路,利用了高度一定时斜面越长越省力的道理,故C错误;
D、车对地面的压力和地面对车的支持力,作用在两个物体上,所以二力不是一对平衡力。故D错误。
故选:B。
4.【答案】D
【分析】(1)保持静止的物体受到平衡力的作用,一对平衡力的大小是相等的;
(2)力的作用是相互的,一对相互作用力的大小是相等的;
(3)物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性;
(4)力是改变物体运动状态的原因。
【解答】解:A、用水平力推桌子,桌子不动,保持静止状态,说明受到平衡力的作用,且水平方向上推力和摩擦力平衡,所以推力等于摩擦力,故A错误;
B、鸡蛋磕到碗边上时,鸡蛋受到的力和碗受到的力是一对相互作用力,大小相等,鸡蛋破的原因是蛋壳的坚硬程度小,故B错误;
C、推出去的铅球可以在空中继续运动,是因为铅球具有惯性;在空中的铅球,不再受手的推力作用,故C错误;
D、力是改变物体运动状态的原因,在草地上滚动的足球,最终会停下来,是因为足球受到了摩擦力的作用,故D正确。
故选:D。
5.【答案】C
【分析】(1)根据质量和体积的关系判断出液体的密度关系,由p=ρ液gh判断容器底受到压强的大小;
(2)根据影响摩擦力大小的因素判断出摩擦力的关系,由二力平衡条件判断拉力的大小。
【解答】解:容器内装有质量和深度均相同的液体,由图知,V1<V2,根据ρ=可知,ρ1>ρ2;
由p=ρ液gh可知,p1>p2;
容器质量相同,内装液体的质量相同,则容器对桌面的压力相等,又容器材料相同,接触面的粗糙程度相同,所以容器与桌面间的摩擦力相等,又在水平方向拉力F1和F2的作用下沿桌面做匀速直线运动,所以拉力与摩擦力平衡,则F1=F2。
由上分析知,ABD错误,C正确。
故选:C。
6.【答案】B
【分析】先要对选项中涉及的几种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。
【解答】解:A.一名中学生的体重约为50kg,所受重力为500N。故A不正确;
B.一袋方便面的质量约为100g,所受重力为1N。故B正确;
C.一根普通的香蕉的质量约200g,所受重力为为2N。故C不正确;
D.“N”是力的单位,不是质量的单位。故D不正确。
故选:B。
7.【答案】B
【分析】A、根据漂浮时浮力与重力的关系判断浮力的大小;
B、根据浮力的关系及阿基米德原理判断出液体密度的关系,由p==判断杯底对桌面的大小关系;
C、由p=ρgh判断液体压强的关系,根据F=pS判断容器底部受到液体的压力的大小;
D、根据浮力判断压力,由p=判断压强。
【解答】解:A、物体在三种液体中漂浮或悬浮,所以浮力都等于物体的重力,则F浮甲=F浮乙=F浮丙,A错误;
B、物体在三种液体中所受的浮力相等,由图知,V排甲最小,V排丙最大,根据F浮=ρ液gV排,可知甲的密度最大,丙的密度最小;
又液面相平,可知甲液体的体积最大,丙液体的体积最小,由公式G=mg=mg=ρVg可知,甲液体的重力最大,丙液体的重力最小,容器相同,甲容器对桌面的压力最大,丙容器对桌面的压力最小,由p=可知,p甲>p乙>p丙,B正确;
C、甲的密度最大,液体的深度相同,由p=ρgh可知,甲对容器底的压强最大,丙对容器底的压强最小,由F=pS可知,F甲′>F乙′>F丙′,故C错误;
D、根据浮力产生的原因,浮力相等,则下表面甲、乙所受压力相等,而丙的浮力等于上下表面压力之差,所以丙下表面所受压力应大于甲、乙下表面所受压力,由p=可知,p甲′=p乙′<p丙′,故D错误。
故选:B。
8.【答案】D
【分析】由液体压强公式p=ρgh可得A、B两点受到的液体压强的大小关系;由液体压强公式p=ρgh容器底部受到的液体压强的大小关系,根据F=pS分析液体对容器底部产生压力的大小关系。
【解答】解:由图可知,A在液体中的深度要小于B在液体中的深度,液体的密度相同,根据p=ρgh可知,pA<pB;
两个杯子高度相同,液体的深度相同,根据p=ρgh可知,甲、乙容器底部受到的压强相同,甲的底面积大,根据F=pS可知,甲容器底部受到的压力大小。
故选:D。
9.【答案】A
【分析】(1)根据甲漂浮,乙悬浮,可确定甲和乙的密度关系,由图知甲、乙的体积关系,由m=ρV分析它们的质量关系;
(2)漂浮和悬浮都有F浮=G,由此分析两球的浮力关系;
(3)根据题目给出的条件,由F=pS=ρghS判断容器底受到的压力关系;
(4)B中加盐水后乙球会漂浮,不能改变乙球受浮力大小,由此可知两球的浮力关系。
【解答】解:由题甲漂浮,所以ρ甲<ρ水;乙悬浮,所以ρ乙=ρ水,则ρ甲<ρ乙。
A、ρ甲<ρ乙,由图V甲>V乙.由m=ρV,不能确定甲、乙质量大小关系,所以两球质量有可能相等,故A正确;
B、漂浮和悬浮时,F浮=G物,由于两球质量可能相等,重力可能相等,所以浮力可能相等,故B错误;
C、两容器相同,水面高度相同,由F=pS=ρghS,所以两容器底受到水的压力相等,故C错误;
D、B中加盐后,水有密度变大,乙将漂浮在液面,浮力仍等于乙的重力,由于甲、乙重力关系不确定,所以浮力关系不确定,故D错误。
故选:A。
10.【答案】B
【分析】(1)根据图乙拉力大小的变化,判断物体浸没在水中、部分露出水面直至完全露出水面的三种状态,由F浮=G﹣F拉解题;
(2)由图乙中物体从水底至完全离开水面判定水的深度,根据p=ρgh解题;
(3)根据图乙,由阿基础米德原理和密度公式解题;
(4)由P=Fv计算物体完全离开水面的拉力做功的功率。
【解答】解:由图乙可知,物体在上升的高度在0~7cm时处于浸没状态,在7cm时上表面刚露出水面,在8cm时下表面脱离水面,至10cm时下表面距水面的高度为2cm,此时物体不受浮力作用,此时物体的重力与所受的拉力相等,即物体的重力:G=18N,
A、图乙可知,物体在上升的高度在0~7cm时处于浸没状态,物块浸没在水中受到的浮力:F浮=G﹣F拉=18N﹣10N=8N;故A错误;
B、由图乙可知,物体下表面从水底到完全离开水面时共上升了8cm,可得物块下表面受到水的最大压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣2m=8.0×102Pa,故B正确;
C、物体的体积:V=V排===8×10﹣4m3,
物体的密度:ρ物====2.25×103kg/m3,故C错误;
D、物体离开水面后,弹簧测力计对物块做功的功率为P=Fv=18N×0.02m/s=0.36W,故D错误。
故选:B。
11.【答案】A
【分析】当物体不受外力或受平衡力时,处于平衡状态,即保持匀速直线运动状态或静止状态。
【解答】解:采用整体分析法,把人、车、两块磁铁看成是一个整体,那么磁铁之间的作用力就是内力,内力不会改变整体的运动状态;整体只受重力和地面对它的支持力,这两个力是平衡的,处于平衡状态。所以小车处于匀速直线运动状态或静止状态。
故选:A。
12.【答案】C
【分析】(1)钢笔慢慢放入量筒时,水慢慢进入钢笔,则总重力增加,根据F浮′=G笔+G进入算出排开水的质量,再与25g比较即可;
(2)钢笔漂浮时,浮力等于重力,随着水进入钢笔,钢笔的总重力增加,同时排开水的体积增加,增加的浮力等于进入钢笔的水的重力,进而判断出液面的变化;
(3)由A知钢笔漂浮时液面的变化,待全部浸没时,根据浮力与总重力的关系判断出钢笔排开水的体积与钢笔体积与进入水体积和的关系,进而判断出会不会有水溢出;
(4)由分析知液体深度的变化,由p=ρgh判断出水对量筒底部的压强的变化。
【解答】解:
A.钢笔慢慢放入量筒时,处于漂浮状态,钢笔排开水的体积为:V=95mL﹣70mL=25mL=25cm3;
根据阿基米德原理可知,钢笔所受浮力:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×25×10﹣6m3=0.25N;
因为钢笔处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知,G笔=F浮=0.25N;
钢笔的质量为:m笔===0.025kg=25g,故A错误;
BC.钢笔漂浮时,浮力等于重力,根据阿基米德原理则有:F浮=ρ水gV排;
随着水进入钢笔,钢笔的总重力增加,同时排开水的体积增加,当钢笔依旧漂浮时F浮′=ρ液gV排′=G总;
则增加的浮力等于进入钢笔的水的重力,即ΔF=ρ水gΔV排=ΔG水=ρ水gV进入;
则ΔV排=V进入;
故液面不变,就一直对应95mL,水不会溢出;
当钢笔开始下沉至最终沉底的过程中,钢笔所受浮力小于重力,即F浮′=ρ液gV排′<G总;
则增加的浮力小于进入钢笔的水的重力,即ΔF=ρ水gΔV排<ΔG水=ρ水gV进入;
则ΔV排<V进入;
故液面下降,水不会溢出,所以水渐渐漏进钢笔过程中,液面先不变后下降,且水不会溢出,故B错误,C正确;
D.由分析知水渐渐漏进钢笔过程中,液面先不变后下降,由p=ρgh得水对量筒底部的压强先不变,后变小,故D错误。
故选:C。
二、填空题(本大题共10小题,每空1分,共34分)
13.【答案】力的作用是相互的;2.3×108;方向性。
【分析】(1)物体间力的作用是相互的,相互作用的一对力,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;
(2)由Q放=mq可求出汽油完全燃烧放出的热量;汽油燃烧时将化学能转化为内能;能量转化和转移是有方向性的,并且能量在转化或转移的过程中总量保持不变;
【解答】解:(1)背包发动机将汽油燃烧后的气体通过喷气孔喷出,由于物体间力的作用是相互的,向后喷出的气体给人一个反作用力,从而使人获得飞行动力;
(2)5kg汽油完全燃烧放出的热量为:Q放=mq汽油=5kg×4.6×107J/kg=2.3×108J;
汽油燃烧时将化学能转化为内能,用来对人和飞行背包做功;还有部分内能散失到空气中,但这些内能却无法再被利用来对人和飞行背包做功,这是因为能量的转移和转化具有方向性。
故答案为:力的作用是相互的;2.3×108;方向性。
14.【答案】见试题解答内容
【分析】液态氢的热值较大,完全燃烧相同质量的液态氢和其他燃料,液态氢放出的热量更多;
发射火箭时,燃料燃烧将化学能转化为内能,又将内能转化为火箭的机械能;
燃料燃烧的内能转化为火箭的机械能,火箭的机械能变大。
【解答】解:(1)由于液态氢的热值较大,因此运载火箭中,采用液态氢作燃料;
(2)燃料燃烧过程中,将化学能转化为燃气的内能,又将内能转化为火箭的机械能;
(3)由于这个过程中,燃料燃烧的内能转化为火箭的机械能,因此火箭的机械能变大,机械能不守恒。
故答案为:热值;内;不守恒。
15.【答案】(1)=;(2)物体间力的作用是相互的;(3)不变。
【分析】(1)根据物体的沉浮条件进行解答,当物体处于漂浮状态时,受到的浮力等于自身的重力。
(2)物体间力的作用是相互的。
(3)根据阿基米德原理进行解答;潜艇是通过改变自重实现上浮或下沉的。
【解答】解:(1)核潜艇在海面上航行时,处于漂浮状态,此时核潜艇受到的浮力与重力的大小关系为:F浮=G;
(2)导弹被高压空气弹出时,潜艇喷出高压气体,由于物体间力的作用是相互的,潜艇本身受力产生剧烈的振动;
(3)导弹发出后,潜艇排开水的体积不变,受到的浮力大小不变;但自重减小,为了平衡潜艇姿态,应该通过调控系统对潜艇进行补水来增大自重。
故答案为:(1)=;(2)物体间力的作用是相互的;(3)不变。
16.【答案】小于;做功
【分析】(1)根据流体压强与流速的关系,流速越大、压强越小的特点进行分析。
(2)改变物体内能的方式:一是做功,二是热传递。
【解答】解:(1)轿车高速行驶时,车体上方空气流速比下方大,空气对小车向下的压强小于向上的压强,汽车受到向上的压力差,所以轿车在桥面上高速行驶时对桥面的压力小于其重力。
(2)轿车高速行驶时克服摩擦力做功,轮胎的内能增大,温度升高,因此是通过做功的方式改变轮胎内能的。
故答案为:小于;做功。
17.【答案】(1)0.75;4;1;9;(2)漂浮;变小;不变。
【分析】(1)知道物体A的质量和体积,利用密度公式求出物体A的密度;由图可知物体A浸没在水中,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排求出物体A所受的浮力;根据G=mg求出物体A的重力,对物体A受力分析,根据物体的平衡条件求出细线对物体A的拉力;台秤的示数等于烧杯、水和物体A的重力之和;
(2)根据物体的浮沉条件可知剪断细绳后,物体A静止时的状态;知道浮力的变化情况,利用F浮=ρ液gV排可知物体A排开水的体积变化,据此判断水的深度,根据p=ρgh可知水对烧杯低的压强变化;台秤的示数等于烧杯、水和物体A的重力之和。
【解答】解:(1)物体A的密度:ρA===0.75g/cm3;
由图可知物体A浸没在水中,物体A排开水的体积:V排=VA=400cm3=4×10﹣4m3,
物体A所受的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣4m3=4N;
物体A的重力:GA=mAg=300×10﹣3kg×10N/kg=3N,
对物体A受力分析可知,物体A受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力以及绳子对物体A竖直向下的拉力,
物体在三个力的作用下保持平衡,则细线对物体A的拉力:F=F浮﹣GA=4N﹣3N=1N;
台秤的示数:F示=G总=m总g=(600×10﹣3kg+300×10﹣3kg)×10N/kg=9N;
(2)由于F浮>GA,根据物体的浮沉条件可知,剪断细绳后,物体A将上浮,物体A静止时将漂浮在水面;
物体漂浮时,浮力等于自身的重力,所以剪断细绳后,物体A受到的浮力将减小,
由F浮=ρ液gV排可知,物体A排开水的体积将减小,则烧杯中的水面将下降,
根据p=ρgh可知,水对烧杯低的压强将减小;
剪断细绳后,台秤的示数等于烧杯、水和物体A的重力之和,由于烧杯、水和物体A的重力之和不变,所以台秤的示数不变。
故答案为:(1)0.75;4;1;9;(2)漂浮;变小;不变。
18.【答案】见试题解答内容
【分析】要解决此题,需要掌握液体压强的内部特点,知道同一液体的压强,随深度的增加而增大;同一深度,液体的密度越大,压强越大。液体内部压强的大小与液体的密度和深度有关。
【解答】解:液体压强跟液体的密度和液体的深度有关,同一液体的压强随深度的增加而增大。
质量相等的水分别装在细长的玻璃管和一个盆里,在玻璃管中的水的深度大于盆中水的深度,所以水对玻璃管底的压强大于水对盆底的压强。
故答案为:液体的密度;液体的深度;大于。
19.【答案】(1)2:5;(2)>;(3)变大。
【分析】(1)根据p=ρgh算出图中的a、b两点处的压强之比;
(2)根据p=知盐水对容器底部的压力为F=pS=ρghS,与盐水的重力G=m盐水g=ρgV盐水比较得出盐水对容器底部的压力跟盐水的重力的大小关系;
(3)如果再往容器中倒入些水并搅拌均匀,b点以上液体的重力增大,对b的压力增大,由p=判断出图中的b点处压强的变化。
【解答】解:(1)根据p=ρgh知图中的a、b两点处的压强为:
pa:pb=ρgha:ρghb=ha:hb=2cm:(7cm﹣2cm)=2:5;
(2)根据p=知盐水对容器底部的压力F=pS=ρghS>ρgV盐水=m盐水g=G;
(3)如果再往容器中倒入些水并搅拌均匀,b点以上液体的重力增大,对b的压力增大,
由p=知图中的b点处的压强将变大。
故答案为:(1)2:5;(2)>;(3)变大。
20.【答案】600;200;200
【分析】(1)知道重物的重力和提升的高度,根据W=Gh求出拉力做的有用功;
(2)根据机械效率求出总功,根据总功和有用功求出额外功;
(3)利用W=Fs求出拉力。
【解答】解:(1)此过程中做的有用功为克服物体的重力所做的功,所以有用功为:W有=Gh=300N×2m=600J;
(2)由效率公式η=变形可得总功为:W总===800J;
所以额外功为:W额=W总﹣W有=800J﹣600J=200J;
(3)因为与动滑轮连接的绳子股数为2,所以绳子自由端移动的距离为重物上升高度的2倍,即绳子自由端移动的距离为4m,而拉力做总功,所以拉力为:F===200N。
故答案为:600;200;200。
21.【答案】(1)改变力的方向;(2)5000;(3)15
【分析】(1)根据定滑轮的特点,定滑轮的作用是改变力的方向;
(2)由图知滑轮组承担A端拉力的绳子股数n=2,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,由此根据滑轮组的特点求出坠砣受到的总重力;
(3)坠砣串上升高度h=2sA,据此可求出输电线A端向左移动的距离。
【解答】解:(1)由定滑轮的特点知,定滑轮的作用是改变力的方向;
(2)由图知滑轮组承担A端拉力为FA=1×104N;绳子股数n=2,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,则:
(3)图中坠砣挂在钢绳的自由端,且n=2,输电线A端向左移动,坠砣下降,则坠砣串下降高度h=2sA,坠砣串下降了30cm,则输电线A端向左移动了:
。
故答案为:(1)改变力的方向;(2)5000;(3)15
22.【答案】压强;连通器;压强;压强。
【分析】影响固体压强的因素主要有受力面积和压力的大小,在压力相同时,减小受力面积可以增大压强;
连通器:上端开口下端连通的容器。
液体压强的大小与液体密度和深度有关,液体密度相同时,深度越深,液体压强越大。
【解答】解:影响固体压强的因素主要有受力面积和压力的大小,在压力相同时,增大受力面积可以减小压强,双肩背包的背带做的较宽,就是为了通过增大受力面积的方式减小压强。
上端开口下端相连通的容器叫连通器,因此锅炉水位计是连通器。
影响固体压强的因素主要有受力面积和压力的大小,在压力相同时,减小受力面积可以增大压强,斧头刀刃磨得很锋利,就是为了通过减小受力面积的方式增大压强。
液体压强的大小与液体密度和深度有关,液体密度相同时,深度越深,液体压强越大,因此拦河大坝设计成上窄下宽的形状是因为拦河大坝下方所受到的压强更大。
故答案为:压强;连通器;压强;压强。
三、作图题(每图2分,共6分)
23.【答案】见解答
【分析】画力的示意图,首先要对物体进行受力分析,看物体受几个力,要先分析力的大小、方向和作用点,再按照画图的要求画出各个力。
【解答】解:小球在光滑斜面上下滑,受到重力、斜面对它的支持力,因为斜面是光滑的,不受摩擦力的作用;重力方向竖直向下,作用点(重心)在其几何中心上;支持力方向垂直斜面向上,作用点也在物体的几何中心上,与重力画出共点力,如图所示:
24.【答案】见试题解答内容
【分析】在绕制滑轮组时要同时兼顾省力情况与拉力的方向,并从内向外依次绕过所有滑轮。
【解答】解:图中滑轮组由两个定滑轮和一个动滑轮组成,要使该滑轮组向下用力物体向上运动,应从动滑轮开始缠绕,如图所示:
25.【答案】见试题解答内容
【分析】根据力与力臂的关系确定F的作用点和方向;物体对杠杆的拉力即为阻力F2;方向竖直向下。
【解答】解:过力臂的末端作垂直于力臂的作用力F1,方向斜向上;
过阻力作用点作竖直向下的力即为阻力F2,如图所示:
四、实验探究题(本大题共3小题,每空2分,共40分)
26.【答案】(1)木块移动的距离;转换法;(2)ac; (3)使小球撞击木块时速度相同;(4)禁止超载或禁止超速
【分析】(1)小球动能大小通过小球推动木块移动的距离来反映,采用的是转换法。小球撞击木块运动,木块运动距离越长,小球对木块做功越多,小球的动能越大;
(2)探究动能大小与速度的关系,应控制球的质量相同而速度不同,球应该从斜面的不同高度滑下;
(3)研究与质量关系时,要保证速度相同,质量不同;
(4)动能的大小与质量和速度有关,质量越大,速度越大,动能越大。
【解答】解:(1)实验中根据小球推动木块移动的距离来反映小球动能的大小,根据小球对木块做功的多少来判断小球动能的大小,运用的研究方法是转换法;
(2)在探究动能大小与物体运动速度的关系时,应控制球的质量相同而速度不同,球应该从斜面的不同高度滑下,由图示实验可知,可以应用ac两图所示实验进行实验探究;
(3)在研究动能与质量的关系时,让小球从同一高度由静止滚下,这样能控制小球撞击木块时速度是相同的;
(4)为了交通安全,减轻交通事故造成的伤害,需要减小汽车的动能,可以禁止汽车超载或禁止汽车超速。
故答案为:(1)木块移动的距离;转换法;(2)ac; (3)使小球撞击木块时速度相同;(4)禁止超载或禁止超速。
27.【答案】(1)左;消除杠杆自重的影响;(2)4;(3)可以;(4)不变;(5);(6)大于;60°;(7)F;水平拉力的力臂为0,无法使杠杆在水平位置平衡。
【分析】(1)若要使杠杆在水平位置平衡,应该将平衡螺母向杠杆上翘的一端移动;杠杆水平位置平衡,这样做的主要目的是消除杠杆自重对平衡的影响;
(2)根据杠杆平衡条件分析计算;
(3)测量性实验为了减小误差或者寻找规律进行多次测量,如果物理量是个恒量,多次测量求平均值可以减小实验误差;如果不是测量具体的物理量,而是寻找规律也采取多次测量,寻找普遍性;
(4)力臂指的是支点到力的作用线的距离,杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,根据杠杆平衡的条件可解决题目;
(5)以天平的刀口为杠杆的支点,天平的左盘和右盘的质量分别为m左和m右,游码的质量为m,当游码位于零刻度线时及最大刻度时,由杠杆的平衡条件分析求解;
(6)利用杠杆平衡条件进行判断,阻力和阻力臂的乘积不变,动力臂变化,动力也变化。
要使杠杆在水平位置平衡,阻力和阻力臂的乘积不变,动力和动力臂的乘积应该也不变,最大的动力是5N,求出最小的动力臂,求出弹簧测力计和杠杆的夹角,求出拉力的方向与竖直方向的最大夹角;
(7)根据杠杆的平衡条件找到原因。
【解答】解:(1)杠杆的右端低,往左边上翘,因此要想使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向左调节;使其在水平位置平衡的主要目的是方便测量力臂,还避免杠杆自重对实验的影响;
(2)设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件:FALA=FBLB,即3G×4L=FB×3L,解得FB=4G,需挂4个钩码;
(3)在“探究杠杆平衡条件”实验时本实验中,可以同时改变动力(臂)和阻力(臂),多次进行实验行多次测量的目的是:避免实验次数过少,导致实验结论具有偶然性,便于从中寻找规律;
(4)做实验时杠杆已达到平衡,当杠杆由图乙的位置变成图丙的位置时,其动力臂、阻力臂的比值是不变的,所以在阻力不变的情况下,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析可知动力是不变的;
(5)以天平的刀口为杠杆的支点,天平的左盘和右盘的质量分别为m左和m右,游码的质量为m,当游码位于零刻度线时,由杠杆的平衡条件得:
m左g×L2+mg×L1=m右g×L2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
当游码位于最大值m大=5克时,由杠杆的平衡条件得:
(m左+m大)g×L2=mg×L1+m右g×L2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②;
由②﹣①得,m大×L2=mL1。
解得 m=m大=g;
(6)弹簧测力计竖直向上拉动杠杆时,动力臂是OA,当斜向上拉动杠杆时,动力臂变为OC,阻力和阻力臂的乘积不变,动力臂变小,根据杠杆平衡条件,动力变大,所以弹簧测力计示数大于2.5N。
阻力和阻力臂乘积不变,所以动力和动力臂乘积也不变,
设杠杆每一个小格长度为L,弹簧测力计量程是5N,最大能提供5N拉力,
2.5N×4L=5N×L'
所以,最小的力臂为:L'=2L
在 RtΔACO中,OC=2L=OA,
所以∠NAO=30°
拉力的方向与竖直方向的最大夹角:∠MAN=∠MAO﹣∠NAO=90°﹣30°=60°;
(7)在A点施加一个始终水平向左的拉力F,发现无论用多大的力,都不能使杠杆在水平位置平衡,当杠杆拉到水平位置时F的作用线通过支点,即力臂为0,而阻力和阻力臂不等于0,根据杠杆的平衡条件所以始终不能平衡。
故答案为:(1)左;消除杠杆自重的影响;(2)4;(3)可以;(4)不变;(5);(6)大于;60°;(7)F;水平拉力的力臂为0,无法使杠杆在水平位置平衡。
28.【答案】(1)12;(2)8;(3)大;(4)浮力的大小与物体浸没的深度无关;(5)4。
【分析】由题知,物体缓慢下落,整个过程中物体受力平衡,图像反映的是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h的变化关系:
(1)分析图像AB段,物体还未浸入水中,由二力平衡知此时弹簧对圆柱体的拉力即为物重;
(2)分析图像CD段,物体全部浸没水中,根据称重法求其受到的浮力;
(3)分析图像BC段,物体在液体中的深度逐渐增加,测力计读数在减小,根据称重法可知浮力的变化,从而确定浮力大小与变化量之间的关系;
(4)分析图像CD段,深度在增加,而测力计的读数不变,根据称重法可知浮力的变化,从而确定浮力大小与变化量之间的关系;
(5)不计液面变化时,由图像可知,从下表面接触水面到全浸入下降的高度,即为圆柱体的长度。
【解答】解:(1)由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体在空气中,根据二力平衡条件可知,圆柱体重力:G=F示A=12N;
(2)从h=7cm开始,弹簧测力计示数不变为4N,说明此时圆柱体已经浸没在水中,由称重法可知,圆柱体浸没在水中时受到的浮力:F浮=G﹣F示C=12N﹣4N=8N;
(3)分析图像BC段,物体在液体中的深度逐渐增加,测力计读数在减小,由称重法可知,物体所受浮力在增大,说明物体在慢慢浸入水中,V排在逐渐增大,物体受到的浮力也在逐渐增大;
(4)分析图像CD段,深度在增加,而测力计的读数不变,说明物体全部浸没水中,V排不变,浮力不变,所以可得出结论:浮力的大小与物体浸没的深度无关;
(5)根据图像可知,在AB段,圆柱在液面上方,在BC段,圆柱逐渐浸入液体,在CD段,圆柱全部浸没在液体,所以其长度为
h=hC﹣hB=7cm﹣3cm=4cm。
故答案为:(1)12;(2)8;(3)大;(4)浮力的大小与物体浸没的深度无关;(5)4。
五、计算题(共16分)
29.【答案】(1)小石块的密度是2×103kg/m3;
(2)石碑所受的重力6×105N。
【分析】(1)已知小石块的质量和体积,根据公式ρ=求出小块石碑的密度;
(2)密度是物质本身的一种特性,碑身材料相同的石块的密度与整块石碑的密度是相同的。已知碑石的密度和体积,利用m=ρV求出石碑的质量,利用G=mg求出石碑的重力。
【解答】解:
(1)小石块的体积:
V=80mL=80cm3,
小石块的密度:
ρ===2g/cm3=2×103kg/m3;
(2)密度是物质的一种特性,同种材料(同种状态)的密度相同,整块石碑的密度和小石块的密度相同,
由ρ=得,石碑的质量:
m′=ρV′=2×103kg/m3×30m3=6×104kg,
则石碑的重力:
G=m′g=6×104kg×10N/kg=6×105N。
答:(1)小石块的密度是2×103kg/m3;
(2)石碑所受的重力6×105N。
30.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)已知木块体积(排开水的体积),利用阿基米德原理求所受浮力,利用G=mg=ρVg求出木块重力,由于木块受浮力等于压力与重力之和,据此求对木块的压力;
(2)由于乙容器是柱状容器,则木块被压没后和没有放入木块时水对容器底部的增加的压力即为木块浸没时所受浮力,利用p=求水对容器底部增加的压强;
(3)由于容器的形状不同,甲丙容器中对容器底的增加的压力与乙容器底的增加的压力比较,根据三个底面积均为500cm2的薄壁容器,即可判断压强的变化大小。
【解答】解:
(1)木块重力G木=mg=ρ木Vg=0.6×103kg/m3×1×10﹣3m3×10N/kg=6N。
由于木块完全浸没,则V排=V=1dm3=1×10﹣3m3,
F浮=ρ水gV排=1000kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N;
由于F浮=F+G,所以,对木块施加的压力为:F=F浮﹣G=10N﹣6N=4N;
(2)由于乙容器是柱状容器,则木块被压没后和没有放入木块时水对容器底部的增加的压力即为木块浸没时所受浮力,即ΔF乙=F浮=10N,
所以水对容器底面增加的压强为Δp乙===200Pa;
(3)若也将木块压没于甲、丙两容器中(木块未触底、水未溢出),由于甲、丙的形状不同,则木块静止时三容器中水对容器底部增加的压力与木块浸没时所受浮力之间的关系为:ΔF甲<F浮,F浮<ΔF丙,
由于三个薄壁容器底面积均为500cm2,所以根据p=可知:Δp甲<Δp乙<Δp丙。
答:(1)静止时所施加的压力F的大小为4N;
(2)乙容器中木块被压没后和没有放入木块时水对容器底部的压强增加了200Pa;
(3)静止时判断三容器中水对容器底部的压强增加量的大小关系是:Δp甲<Δp乙<Δp丙。
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