湖南省永州市冷水滩区2022-2023学年八年级下学期物理期末试卷
展开一、选择题(本大题共16个小题,每小题只有一个正确选项,请将正确选项填涂到答题卡上。每小题2分,共32分)
1.下列物体所受的重力最接近15N的是( )
A.一张试卷B.一只母鸡C.一名中学生D.一辆小轿车
2.下列过程,力的作用效果不属于改变物体运动状态的是( )
A.用力将实心球掷出B.把橡皮泥捏成不同造型
C.滚动的足球受阻力缓缓停下D.篮球受重力从篮筐内竖直下落
3.物理从生活中来又到生活中去。下列场景(如图所示)中物体处于平衡状态的是( )
A.甲图,绕地球匀速运动的卫星
B.乙图,加速追赶猎物的猎豹
C.丙图,下落的苹果
D.丁图,匀速竖直下降的跳伞运动员
4.下列四个实例中,通过增大压力达到增大摩擦的是( )
A.单杠运动员在手上涂防滑粉B.运动鞋的鞋底上刻有花纹
C.拔河时,选手用力握紧绳子D.给自行车的轴承加润滑油
5.在探究阻力对物体运动的影响时,某同学让小车从斜面上某一固定位置由静止开始自由滑下,观察小车从斜面上同一位置滑下后在粗糙程度不同的水平面上运动的距离。如图所示,为小车静止时所处的位置。下列说法中错误的是( )
A.小车从斜面上固定位置开始下滑,是为了让小车到达斜面底端的速度相同
B.小车在水平面上运动一段距离最终停下来,是由于小车受到的阻力大于惯性
C.小车在水平面上受到的阻力越小,运动的距离越长,小车的速度减小得越慢
D.小车在水平面上运动时,如果所受外力全部消失,小车的运动状态将保持不变
6.如图所示,生活中的很多小设计可以通过改变受力面积来改变压强。以下事例中,可以增大压强的是( )
A.书包背带较宽 B.安全锤的锤头很尖
C.螺母下的垫圈 D.滑雪板面积较大
7.竖直放置一矿泉水瓶子,并在侧壁钻A、B、C、D四个一样大小的小孔,打开瓶盖,往瓶中注满水,水将从瓶孔喷出。水喷出速度最大的是从哪一个小孔喷出的( )
A.A孔B.B孔C.C孔D.D孔
8.近期交警部门加大对电动车安装遮阳伞的检查拆除力度,遮阳伞虽能遮挡阳光,但存在安全隐患,当电动车快速行驶时,如图所示,下列说法正确的是( )
A.遮阳伞上边空气流速小,压强小,伞面被向下压
B.遮阳伞下边空气流速大,压强小,伞面被向上吸
C.遮阳伞上边空气流速大,压强大,伞面被向下压
D.遮阳伞下边空气流速小,压强大,伞面被向上吸
9.如图所示,完全相同的圆柱形容器中,装有不同的两种液体甲、乙,在两容器中,距离底部同一高度分别有A、B两点A、B两点的压强相等,则两种液体对容器底的压强p甲、p乙关系是( )
A.p甲>p乙B.p甲=p乙C.p甲<p乙D.无法确定
10.高空抛物是极不文明的行为,会造成很大的危害,因为高处的物体具有较大的( )
A.重力B.速度C.动能D.重力势能
11.如图所示的情境中,人对物体做功的是( )
A.甲图,人用力搬石头没有搬动
B.乙图,人将货物从地面拉到高处
C.丙图,人用推车没有推动
D.丁图,人搬箱子沿水平方向做匀速直线运动
12.把重4N、体积为0.6dm3的物体投入水中,当物体静止时,下列说法中正确的是( )
A.物体漂浮,浮力为4NB.物体漂浮,浮力为6N
C.物体沉底,浮力为4ND.物体沉底,浮力为6N
13.高空中形成的雨滴在重力和空气阻力的共同作用下,开始下落的一段时间速度越来越大,落到地面前一段时间匀速下落。雨滴在空中下落的整个过程中( )
A.动能一直增大,机械能守恒
B.动能先增大后不变,机械能守恒
C.动能先增大后不变,机械能一直减小
D.动能先减小后不变,机械能一直减小
14.你从一楼走到三楼所用时间约为30s,则你上楼过程中的功率大约是( )
A.1WB.10WC.100WD.1000W
15.对同一滑轮组,下列各措施中不能提高机械效率的是( )
A.增加提升重物的重力B.改用质量小的动滑轮
C.减少提升高度,减少做功D.在轮轴处加润滑油,减小摩擦
16.底面积为100cm2的容器中装有适量的水,用同种合金材料制成的质量相等的金属盒和实心金属球,若把球放在盒内密封后,它们恰能悬浮在水中,此时球对盒底的压力为30N,如图甲所示。若把球和盒用细绳相连,放入水中静止后。盒有56体积浸在水中(ρ水=1.0×103kg/m3),如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.这种合金的密度为2.0×103kg/m3
B.图乙中细绳对球的拉力为15N
C.图乙中若剪断细绳,盒静止时有三分之一体积露出水面
D.图乙中若剪断细绳,水对容器底的压强减少了2000Pa
二、填空题(本题共22分,每小题2分)
17.端午节赛龙舟是我国传统民俗,选手在鼓点的号令下,有节奏地向后划水,龙舟快速前进,这说明物体间力的作用是 的。
18.在水平地面上,用40N的力沿水平方向拉着重为100N的小车前进6m,拉力做的功等于 J。
19.如图所示,弹簧测力计的示数为 N。
20.如图所示,茫茫雪地中的两个人对雪地的压力是差不多的,但一个陷下去了,而另一个却没有,请结合所学物理知识提出一个可探究的科学问题: 。
21.如图所示,茶壶的壶嘴与壶身构成一个 ,使液面总能保持相平。
22.正在加速出站的火车,如果其受到的外力都消失了,则火车将 (选填“立即停止”、“慢慢停下来”或“仍做匀速直线运动”)。
23.一名质量为45kg的中学生站在水平地面上,双脚与地面的接触面积为300cm2,则他对地面的压强p= Pa。
24.在我国青藏高原居民大部分地区用普通锅难以煮熟食物,主要是因为随着大气压的减小,水的沸点 (选填“升高”或“降低”)。
25.在托里拆利实验中,若玻璃管倾斜,管内水银柱的长度变长,测得的大气压 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
26.如图所示,用水平方向的力F拉绳子的一端,使物体做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数为6N。不计滑轮、弹簧测力计的重力与滑轮间的摩擦,则物体A在水平面受到的摩擦力为 N。
27.如图所示,质量均为6kg实心物体甲和乙在绳子拉力作用下静止在水中。已知甲的密度为2.0×103kg/m3,乙的密度为3.0×103kg/m3,则甲、乙所受绳子拉力之比为 。
三、作图及实验探究题(本大题共31分:第28、29、30小题,每小题3分:第31小题6分,第32、33小题,每小题3分)
28.如图所示,站在水平桌面上的玩偶是2022年北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”。请画出“冰墩墩”所受重力的示意图(O为重心)。
29.如图所示,杠杆在图示位置平衡,请画出力F的力臂L;
30.如图所示,请用笔画线代替绳子,将两个滑轮连成滑轮组,要求使绳子自由端最省力。
31.图甲所示,是同学们根据生活经验对“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”提出的一些猜想。接下来他们设计了实验进行探究。
(1)图乙所示,实验过程中必须用弹簧测力计沿水平方向,使物体做 运动,此时弹簧测力计显示的拉力大小反映了木块受到的滑动摩擦力的大小;
(2)要验证小斌的猜想,应选择图乙中 两次实验进行研究;
(3)分析图乙中A、B两次实验数据,可以得到的初步结论是: 。
32.在“探究杠杆平衡条件的实验”中:
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示位置,为使杠杆在水平位置平衡,应将左端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节;
(2)如图乙所示,若每个钩码重0.5N,则弹簧测力计示数为 N;
(3)如图丙所示,当弹簧测力计由M位置倾斜至N位置时,杠杆继续在水平位置处于平衡,则弹簧测力计的示数 (选填“增大”、“减小”或“不变”);
(4)如图丁所示,杠杆在水平位置平衡,如果在杠杆两侧同时各去掉一个质量相同的钩码,则杠杆 (选填“左”或“右”)端将上翘。
33.如图所示是探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验过程。
(1)由图b、c、d可得:物体所受浮力的大小与物体排开液体的 有关;
(2)探究物体所受浮力的大小与物体排开液体的密度是否有关时,应比较图b、e和 ;
(3)由图a、b、e、f可得:物体所受的浮力为 N;
(4)在实验过程中,小明还发现用测量浮力的方法也可以测量物体的密度;
①将物体挂在弹簧测力计下,测得物体的重力为G;
②将挂在弹簧测力计下的物体浸没在水中,此时弹簧测力计的读数为F;
③物体的密度表达式为ρ= (用G、F和ρ水来表示)。
四、计算题(本题共15分,第34小题6分,第35小题9分)
34.如图所示,工人利用滑轮组用力提升重900N的物体,物体匀速上升了2m,已知动滑轮重为60N,不计绳重和摩擦。求:
(1)工人做的有用功;
(2)工人做的总功;
(3)该滑轮组的机械效率。
35.如图甲所示,弹簧测力计拉着一正方体物块处于静止状态,弹簧测力计的示数F为20N,物块的边长为0.1m。A、B两容器分别装有等高的水和酒精,容器液面高度比物块边长高,如图乙、丙所示。现将物块先后缓慢浸入A、B两容器的液体中,当物块刚好浸没时,A、B两容器中弹簧测力计示数分别为F1和F2,且F1:F2=5:6(ρ水=1.0×103kg/m3)。求:
(1)物块浸没在水中时所受浮力大小;
(2)酒精的密度;
(3)已知A容器底面积为B容器底面积的2.5倍。物块浸没到水中后,水面升高了2cm,此时水对容器底部的压强为1.7×103Pa,则物块浸没到酒精中时,酒精对B容器底部的压强。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】重力及其大小的计算
【解析】【解答】A.一张试卷5g,重力约0.05N,A不符合题意;
B.一只母鸡质量约1.5kg,重力约15N,B符合题意;
C.一名中学生重力约500N,C不符合题意;
D.一辆小轿车质量约2t,重力约20000N,D不符合题意。
故答案为:B.
【分析】根据常见物体的质量,计算重力,判断重力大小。
2.【答案】B
【知识点】力的作用效果
【解析】【解答】A.用力将实心球掷出,实心球由静止变为运动,运动状态发生改变,A不符合题意
B.把橡皮泥捏成不同造型,橡皮泥在力的作用下形状发生改变,B符合题意;
C.滚动的足球受阻力缓缓停下,足球在阻力的作用下由运动变为静止,C不符合题意;
D.篮球受重力从篮筐内竖直下落,下落过程中篮球的速度变大,运动状态发生改变,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】力的作用效果:力可以改变物体的形状、力可以改变物体的运动状态。物体运动状态的改变包括:速度大小的改变和运动方向的改变。
3.【答案】D
【知识点】平衡状态的判断
【解析】【解答】A.甲图,绕地球匀速运动的卫星,运动状态在改变,不是平衡状态,A不符合题意;
B.乙图,加速追赶猎物的猎豹,运动状态在改变,B不符合题意;
C.丙图,下落的苹果,加速下落,运动状态在改变,C不符合题意;
D.丁图,匀速竖直下降的跳伞运动员,运动状态不变,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】物体匀速直线运动和静止状态是平衡状态。
4.【答案】C
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A.单杠运动员在手上涂防滑粉,通过改变粗糙程度,可以增大摩擦力,A不符合题意;
B.运动鞋的鞋底上刻有花纹,改变粗糙程度,改变了摩擦力,B不符合题意;
C.拔河时,选手用力握紧绳子,增大了压力,增大摩擦力,C符合题意;
D.给自行车的轴承加润滑油,可以减小摩擦力,D不符合题意。
故答案为:C.
【分析】增大压力、增大接触面的粗糙程度,可以增大摩擦力。
5.【答案】B
【知识点】阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】A.小车从斜面上固定位置开始下滑,小车到达斜面底端的速度相同,正确,A不符合题意;
B.小车在水平面上运动一段距离最终停下来,是由于小车受到了阻力,力可以改变物体的运动状态,惯性不是力,错误,B符合题意;
C.运动的小车在水平面上受到的阻力越小,运动的距离越长,小车的速度减小得越慢,正确,C不符合题意;
D.小车在水平面上运动时,如果所受外力全部消失,运动状态将保持不变,正确,D不符合题意。
故答案为:B.
【分析】运动的物体受到阻力越小,运行越远,不受力的物体作匀速直线运动;运动的物体不受力,作匀速直线运动。
6.【答案】B
【知识点】增大压强的方法及其应用
【解析】【解答】A.书包背带较宽,增大受力面积可以减小压强,A不符合题意;
B.安全锤的锤头很尖,减小了受力面积,增大压强,B符合题意;
C.螺母下的垫圈,增大受力面积,减小压强,C不符合题意;
D.滑雪板面积较大,可以减小压强,D不符合题意。
故答案为:B.
【分析】压力一定时,增大受力面积,可以减小压强。
7.【答案】D
【知识点】液体压强的特点
【解析】【解答】根据液体压强的特点p=ρgh,密度一定时,深度越深压强越大,D孔水喷出速度最大,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】液体压强特点:(1)液体对容器底和壁都有压强,(2)液体内部向各个方向都有压强;(3)液体的压强随深度增加而增大,在同一深度,液体向各个方向的压强相等;(4)不同液体的压强还跟密度有关系。
8.【答案】D
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】电动车快速行驶时,遮阳伞下边空气流速小,压强大,伞上面的空气流速大,压强小,在压强差的作用下,伞面被向上压,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】流体在流速大的地方压强小。
9.【答案】A
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】A、B两点压强相等,而深度hA
甲容器底部受到液体的压强:p甲=ρAg(hA+h)=ρAghA+ρAgh;
乙容器底部受到液体的压强:p乙=ρBg(hB+h)=ρBghB+ρBgh;
比较可知,p甲>p乙。
故选A。
【分析】首先根据液体压强公式p=ρ液gh比较液体密度的大小,再根据这个公式比较容器底部受到液体压强的大小。
10.【答案】D
【知识点】势能的影响因素
【解析】【解答】物体的质量一定时,高度越高,重力势能越大,D符合题意,物体的高度变高,重力不变,速度不受影响,动能和高度无关,ABC不符合题意。
故答案为:D.
【分析】物体的重力势能和高度有关,和质量有关。
11.【答案】B
【知识点】是否做功的判断
【解析】【解答】A.甲图,人用力搬石头没有搬动,有力但没有移动距离,力没有做功,A不符合题意;
B.乙图,人将货物从地面拉到高处,物体在力的方向上移动了距离,力对物体做了功,B符合题意;
C.丙图,人用推车没有推动,物体没有移动距离,推力没有做功,C不符合题意;
D.丁图,人搬箱子沿水平方向做匀速直线运动,物体在力的方向上没有移动距离,力没有做功,D不符合题意;
故答案为:B.
【分析】物体受力且在力的方向上移动距离,力对物体做了功。
12.【答案】A
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】若物体完全浸没,根据液体密度和排开液体的体积,计算物体受到的浮力为F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.6×10-3m3=6N,物体的重力为4N,浮力大于物体的重力,物体最后漂浮,受到的浮力等于物体的重力,浮力为4N,A符合题意。
故答案为:A.
【分析】根据液体密度和排开液体的体积,利用F浮=ρ液gV排,计算浮力,根据浮力和物体重力关系,判断状态;漂浮物体受到的浮力等于物体的重力。
13.【答案】C
【知识点】动能大小的比较;动能和势能的大小变化
【解析】【解答】雨滴在空中下落的整个过程中,高度一直降低则重力势能一直减小,开始下落的一段时间速度越来越大,则动能增大,落到地面前一段时间匀速下落时动能不变,即动能先增大后不变;由于下落过程中要克服空气阻力做功,则机械能一直减小,机械能不守恒。
故答案为:C。
【分析】物体的动能和质量、速度有关,重力势能和质量、高度有关。
14.【答案】C
【知识点】功率的计算
【解析】【解答】人从1楼到3楼,上升的高度为6m,人体重力约500N,上楼的功率约P=Wt=Gℎt=500N×6m30s=100W,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】根据重力和高度的乘积计算做功多少,功和时间的比值, 利用P=Wt,计算功率。
15.【答案】C
【知识点】机械效率的大小比较
【解析】【解答】A.增加提升重物的重力,可以提高有用功,这样有用功在总功中所占的比值增大,即增加提升重物重力可以提高滑轮组的机械效率,A不符合题意;
B.改用质量小的动滑轮,所做的额外功减少,机械效率提高,B不符合题意;
C.由 η=W有W总×100%=GℎFs×100%=GnF×100% 可知,减少提升高度,减少做功,不能改变有用功和总功的比值,即滑轮组的机械效率不变,C符合题意;
D.在轮轴处加润滑油,减小摩擦,可以减少所做的额外功,可以提高机械效率,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】滑轮组的机械效率和物体的重力、动滑轮重力以及摩擦力有关。
16.【答案】D
【知识点】密度公式及其应用;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.图甲中,金属球处于静止状态,金属球的重力等于盒子对金属球的支持力,因为力的作用是相互的,所以金属球的重力为:G球=F支=F压=30N,金属盒和实心金属球质量相等,所以金属盒的重力为:G盒=G球=30N;由图甲可知,金属球和盒处于悬浮状态,总重力等于浮力,所以浮力为:F浮=G球+G=30N+30N=60N,根据阿基米德原理可得,金属盒的体积为:V盒=V排=F浮ρ液g=60N1.0×103kg/m3×10N/kg=6×10−3m3
由图乙可知,盒与球处于漂浮,则浮力等于盒和球的总重力,因此两种情况下盒与球受到的浮力相等;由阿基米德原理可知,两次排开水的体积相同,所以盒子和球的体积关系为:V盒=5V盒6+V球
所以金属球的体积为:V球=V盒6=1.0×10−3m36=1×10−3m3,
由于用同种合金材料制成的质量相等的金属盒和实心金属球,则金属盒上金属的实际体积为:
V实=V球=1×10-3m3,由于是实心金属球,则合金的密度为:ρ球=mV=G球gV球=30N10N/kg×1×10−3m3=3×103kg/m3,A不符合题意;
B.图乙金属球受到的浮力为:F浮球=ρ水gV球=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N,
由于金属球处于静止状态,根据受力平衡可知,细绳对球的拉力为:F拉=G球-F浮球=30N-10N=20N,B不符合题意;
C.当绳子剪断后,金属盒子处于漂浮,盒子的浮力为:F浮盒=G盒=30N,则金属盒浸入的体积为:V排1=F浮盒ρ水g=30N1.0×103kg/m3×10N/kg=3×10−3m3,
则金属盒露出水面的体积为:V露=V盒-V排1=6 ×10-3m3-3×10-3m3=3×10-3m3,
由于V露=V排1,所以盒静止时有一半体积露出水面,C不符合题意;
D.绳子剪断之前,金属盒露出水面的体积为:V露'=V盒6=16×6×10−3m3=1×10−3m3,
剪断绳子前后,金属盒露出水面体积变化量为:ΔV=V露-V露'=3×10-3m3-1×10-3m3=2×10-3m3,
液面变化的高度为:Δℎ=ΔVS=2×10−3m3100×10−4m2=0.2m
压强的变化量为:Δp=ρgΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Ρa,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】根据物体受到的浮力和液体密度,计算排开液体的体积,结合体积的倍数关系,计算物体的体积,利用质量和物体体积的比值,利用ρ=mV,计算密度;利用浮力的变化量,结合V排=F浮ρ液g,计算排开液体的变化量,计算深度的变化量,利用p=ρgh,计算压强的变化量大小。
17.【答案】相互
【知识点】力作用的相互性
【解析】【解答】向后划水时,桨对水有力的作用,水对船有力的作用,龙舟受到力的作用快速前进,这说明物体间力的作用是相互的。
【分析】物体间力的作用是相互的。
18.【答案】240。
【知识点】功的计算及应用
【解析】【解答】在水平地面上,根据拉力和移动的距离,拉力做的功等于W=Fs=40N×6m=240J。
【分析】根据拉力和距离的乘积,利用W=Fs,计算做功多少。
19.【答案】3.2
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】如图弹簧测力计的量程为5N,分度值为0.2N,读数为3.2N。
【分析】看清弹簧测力计的分度值,结合对应刻度读数。
20.【答案】压力作用效果跟受力面积是否有
【知识点】减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】人对雪地的压力相同,穿雪橇时受力面积大,压力的作用效果小,可以探究压力的作用效果和受力面积是否有关。
【分析】压力一定,受力面积改变时,压力的作用效果不同。
21.【答案】连通器
【知识点】连通器原理
【解析】【解答】茶壶的壶嘴与壶身底部连通,上部开口,构成一个连通器,根据连通器的特点,当连通器中装同种液体且不流动时,液面总能保持相平。
【分析】茶壶的壶嘴和壶身构成连通器。
22.【答案】仍做匀速直线运动
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】正在加速出站的火车在运动,如果其受到的外力都消失了,由于火车具有惯性,仍保持原来的运动状态,则火车将做匀速直线运动。
【分析】运动的物体不受力的作用,作匀速直线运动。
23.【答案】1.47×104
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【解答】一名质量为45kg的中学生站在水平地面上,双脚与地面的接触面积为300cm2=0.03m2,他对地面的压强p=FS=GS=45kg×9.8N/kg0.03m2=1.47×104Pa。
【分析】根据物体的质量计算重力,利用压力和受力面积的比值, 结合p=FS,计算压强。
24.【答案】降低
【知识点】大气压强与高度的关系;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】大气压强和海拔高度有关,在我国青藏高原大部分地区海拔高,大气压较低,而随着大气压的减小,水的沸点会降低。
【分析】海拔越高,大气压减小,液体的沸点降低。
25.【答案】不变
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】在托里拆利实验中,若玻璃管倾斜,管内水银柱的长度变长,但水银柱的竖直高度不变,根据压强的计算公式p=ρgh,测得的大气压不变。
【分析】托里拆利实验测量大气压时,试管倾斜,水银柱竖直高度不变。
26.【答案】12
【知识点】动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】根据图像,拉动物体使用了动滑轮,因为使用动滑轮可以省力一半,物体做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数为6N。不计滑轮、弹簧测力计的重力与滑轮间的摩擦,则物体A在水平面受到的摩擦力f=2F=2×6N=12N。
【分析】使用动滑轮,可以省一半力,结合绳子的拉力,可以计算物体受到的力。
27.【答案】3:4
【知识点】密度公式及其应用;浮力大小的计算
【解析】【解答】根据ρ=mV得甲的体积为:V甲=mρ甲=6kg2×103kg/m3=3×10−3m3,
乙的体积为:V乙=mρ乙=6kg3×103kg/m3=2×10−3m3,
甲浸没在水中时受到的浮力为:
F浮甲=ρ水gV甲排=ρ水gV甲=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10-3m3=30N;
乙浸没在水中时受到的浮力为:
F浮乙=ρ水gV乙排=ρ水gV乙=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3=20N;甲、乙的重力均为:
G=mg=6kg×10N/kg=60N;甲受到的拉力为:F甲拉=G-F浮甲=60N-30N=30N;
乙受到的拉力为:F乙拉=G-F浮乙=60N-20N=40N;
所以甲、乙所受绳子拉力之比为: F甲拉:F乙拉=30N:40N=3:4。
【分析】根据物体的质量和密度的比值,利用ρ=mV,计算体积;根据液体密度和排开液体的体积,利用F浮=ρ液gV排计算浮力,利用物体的重力和浮力差计算拉力,再计算拉力比。
28.【答案】
【知识点】重力示意图
【解析】【解答】物体受到的重力是竖直向下的,如图 。
【分析】重力的方向是竖直向下的。
29.【答案】解:如图所示:
【知识点】力臂的画法
【解析】【解答】反向延长力的作用线F,由支点O向F的作用线做垂线,垂线段的长度为F的力臂l。如图所示
【分析】力臂与对应的力的作用线垂直。
30.【答案】
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】组装滑轮组时,若使滑轮组最省力,动滑轮上绳子股数最多,如图 ;
【分析】动滑轮上绳子股数越多越省力。
31.【答案】(1)匀速直线
(2)A、C
(3)接触面的粗糙程度相同,压力越大,滑动摩擦力越大。
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】探究滑动摩擦力和哪些因素有关时,
(1)实验时,必须用弹簧测力计沿水平方向,使物体做匀速直线运动,受到平衡力,二力平衡时,力的大小相等,此时弹簧测力计等于木块受到的滑动摩擦力的大小;
(2)要验证滑动摩擦力和粗糙程度的关系,应保持压力相同,接触面的粗糙程度不同,选择图乙中A、C两次实验进行研究;
(3)分析图乙中A、B两次实验,接触面的粗糙程度相同,压力不同,可以得到结论是:接触面的粗糙程度相同,压力越大,滑动摩擦力越大。
【分析】(1)测量摩擦力时,物体要在水平面匀速直线运动,根据二力平衡测量摩擦力;
(2)探究滑动摩擦力和粗糙程度的关系,保持压力相同;
(3)当接触面的粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。
32.【答案】(1)左
(2)0.6
(3)增大
(4)右
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】探究杠杆的平衡条件时,
(1)实验前,杠杆静止在如图甲,左侧偏高,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端的平衡螺母向左调节;
(2)如图乙所示,若每个钩码重0.5N,3个钩码1.5N,力臂2格,弹簧测力计的力臂是5格,则弹簧测力计示数为F=1.5N×2格5格=0.6N;
(3)如图丙所示,当弹簧测力计由M位置倾斜至N位置,拉力的力臂变小,若杠杆继续在水平位置处于平衡,弹簧测力计的示数增大;
(4)如图丁所示,杠杆在水平位置平衡,如果在杠杆两侧同时各去掉一个质量相同的钩码,左=2钩码×2格,右=1钩码×3格,则杠杆右端将上翘。
【分析】(1)调节杠杆平衡时,平衡螺母向偏高的一侧调节;
(2)根据杠杆平衡条件,计算拉力的大小;
(3)杠杆上的拉力倾斜时,力臂变小,拉力变大;
(4)根据杠杆的平衡条件,判断杠杆是否平衡。
33.【答案】(1)体积
(2)g
(3)0.5
(4)GG−Fρ水
【知识点】密度公式及其应用;浮力大小的计算;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】探究浮力的大小和哪些因素有关时,
(1)由图b、c、d,液体密度相同,排开液体的体积不同,测力计的拉力不同,物体受到的浮力不同,可得:物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关;
(2)探究物体所受浮力的大小与物体排开液体的密度关系时,需要保持排开液体的体积相同,液体密度不同,应比较图b、e和g;
(3)由图a、b、e、f,可以计算物体所受的浮力为:F浮=Fb-Fe=2N-1.5N=0.5 N;
(4)在实验过程中,发现用测量浮力的方法也可以测量物体的密度;
①将物体挂在弹簧测力计下,测得物体的重力为G;
②将挂在弹簧测力计下的物体浸没在水中,此时弹簧测力计的读数为F;
③物体的密度表达式为ρ=mV=GgF浮ρ液g=Gg×ρ液gG−F=GG−Fρ液
【分析】(1)液体密度相同时,浮力的大小与物体排开液体的体积有关;
(2)浮力的大小与物体排开液体的密度有关;
(3)根据物体的重力和进入液体中测力计的拉力差,计算浮力;
(4)根据物体的重力和受到的浮力,可以计算物体的密度。
34.【答案】(1)解:工人所做的有用功:W有=Gh=900N×2m=1800J;
答:工人做的有用功为1800J;
(2)解:由图可知n=3,不计绳重和摩擦,则绳端的拉力:F=G物+G动3=900N+60N3=320N,
绳子自由端移动的距离:s=3h=3×2m=6m,
工人所做的总功:W总=Fs=320N×6m=1920J;
答:工人做的总功为1920J;
(3)解:该滑轮组的机械效率:η=W有W总=1800J1920J×100%=93.75%。
答:该滑轮组的机械效率为93.75%。
【知识点】机械效率的计算;滑轮组绳子拉力的计算;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)根据W=Gh,计算工人对物体做的有用功;
(2)根据F=1n×G物+G动,可以计算滑轮组绳子的拉力;根据W=Fs,计算拉力做的总功;
(3)根据η=W有W总×100%, 计算滑轮组的机械效率。
35.【答案】(1)解:正方体物块的边长为a=0.1m,则物块的体积V=a3=(0.1m)3=0.001m3,
物块浸没在水中受到的浮力:F浮水=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.001m3=10N。
答:物块浸没在水中时所受浮力是10N;
(2)解:由称重法可得,物块浸没在水中弹簧测力计示数:F1=G﹣F浮水=20N﹣10N=10N,
物块浸没在水中弹簧测力计示数:F2=G﹣F浮酒=20N﹣F浮酒,
因为F1:F2=5:6,
则10N20N−F浮酒=56
解得物块浸没在酒精中受到的浮力F浮酒=8N,
由阿基米德原理得,F浮酒=ρ酒gV排=ρ酒gV,
即:8N=ρ酒×10N/kg×0.001m3,
解得酒精的密度ρ酒=0.8×103kg/m3。
答:酒精的密度是0.8×103kg/m3;
(3)解:若物块浸没到水中后,此时水对容器底部的压强为1.7×103Pa,
根据液体压强公式得,此时容器中水的深度:ℎ=pρ水g=1.7×103Pa1.0×103kg/m3×10N/kg=0.17m,
物块浸没到水中后,水面升高了Δh水=2cm=0.02m,
则A容器中原来水的深度:h0=h﹣Δh水=0.17m﹣0.02m=0.15m,
已知原来A和B容器中液体深度相同,则原来酒精的深度为h0=0.15m,
已知A容器底面积为B容器底面积的2.5倍,设B容器的底面积是S,则A容器底面积是2.5S,
设物块浸没在酒精中时,酒精升高的高度是Δh酒,
因同一物体浸没在水中和浸没在酒精中时排开液体的体积相等,
所以可得:2.5S×Δh水=S×Δh酒,
即:2.5S×0.02m=S×Δh酒,
解得酒精升高的高度Δh酒=0.05m,
此时B容器中酒精的深度:h′=h0+Δh酒=0.15m+0.05m=0.2m,
酒精对B容器底的压强:p′=ρ酒gh′=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.2m=1.6×103Pa。
答:酒精对B容器底部的压强是1.6×103Pa。
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据液体密度和排开液体的体积,根据 F浮=ρ液gV排计算物体受到的浮力;
(2)根据物体重力和受到的浮力差,计算拉力,结合前后拉力的比值,计算物体在酒精中受到的浮力,利用ρ液=F浮gV排计算酒精的密度;
(3)根据ℎ=pρg,可以计算容器中水的深度;根据物体浸没时,排开的水和酒精的体积相等,结合深度的变化,计算酒精的深度,结合液体密度,利用p=ρgh,计算酒精对容器底的压强。
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