陕西省宝鸡市新建路中学2023-2024学年八年级下学期期末考试物理试题(原卷版+解析版)
展开1. 公元前2世纪,西汉淮南王刘安的《淮南万毕术》记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生”,其描述的现象如图所示,下列说法错误的是( )
A. “削冰令圆”指的是把冰削成凹透镜B. “举以向日”指的是冰透镜正对太阳光
C. “以艾承其影”中的“影”指冰透镜的焦点D. “则火生”是因为冰透镜能会聚光线
【答案】A
【解析】
【详解】A.古人将冰磨成一种冰透镜,该透镜中间厚、边缘薄,属于凸透镜,“削冰令圆”指的是把冰削成凸透镜,故A错误,符合题意;
B.“举以向日”指的是冰透镜正对太阳光,让太阳光平行于凸透镜的主光轴照到凸透镜上,故B正确,不符合题意;
C.凸透镜能将平行光会聚在焦点处,所以“以艾承其影”中的“影”指冰透镜的焦点,故C正确,不符合题意;
D.“则火生”是因为冰透镜是凸透镜,能会聚光线,从而将太阳光的能量集中,产生高温,引燃艾草,故D正确,不符合题意。
故选A。
2. 如图所示,把一滴水滴在玻璃板上,再拿一个放大镜作为目镜放在水滴的上方,这样就可以制成一个显微镜。把一幅图片放在玻璃板的下方,慢慢调节放大镜与水滴之间的距离,就可以看清玻璃板下面图片中的微小细节了。下列有关水滴显微镜的描述正确的是( )
A. 水滴所成的像是缩小的B. 目镜所成的像是缩小的
C. 水滴所成的像为实像D. 目镜所成的像为实像
【答案】C
【解析】
【详解】把一滴水滴在玻璃板上,再拿一个放大镜作为目镜放在水滴的上方,水滴作为物镜,成倒立放大的实像;放大镜是目镜,成正立放大的虚像,故ABD错误,C正确。
故选C。
3. 拉面是一种美味的传统饮食,制作的关键是做出有筋道的面。用上等面粉加盐和水,揉匀后静置半小时,再揉搓并切成适当长度的“面条”,然后两手抓住面条用力拉长,如图所示。关于上述过程的说法正确的是( )
A. 揉捏面团时,面团是施力物体,不是受力物体
B. 揉捏面团时,用力主要是为了改变面团的运动状态
C. 用手拉长面条,用力主要是为了改变面团的形状
D. 用手拉长面条,面条只受到手施加的作用力
【答案】C
【解析】
【详解】A.揉捏面团时,面团是受力物体,同时也是施力物体,故A错误;
B.揉捏面团时,用力主要是为了改变面团的形状,故B错误;
C.用手拉长面条,用力主要是为了改变面团的形状,故C正确;
D.用手拉长面条,面条受到手施加的作用力和重力,故D错误。
故选C。
4. 在5月举行的2024年宝鸡市学生(青少年)运动会田径比赛中,渭滨区代表队荣获团体总分第一名的好成绩。如图是运动员在100m短跑比赛的情境。以下描述正确的是( )
A. 运动员静止站立时受到的重力和支持力是平衡力
B. 运动员静止站立时受到的重力和对地面的压力是相互作用力
C. 运动员到达终点时受到惯性作用不能立即停止
D. 运动员鞋底有凹凸不平的花纹是为了减小摩擦力
【答案】A
【解析】
【详解】A.运动员静止站立时受到的重力和支持力都作用在运动员上,且大小相等、方向相反、在同一条直线上,是一对平衡力,故A正确;
B.运动员静止站立时受到的重力和对地面的压力方向相同,不是一对相互作用力,故B错误;
C.运动员到达终点时由于惯性不能立即停止,惯性是物体本身的属性,不能说“受到惯性作用”,故C错误;
D.运动员鞋底有凹凸不平的花纹是为了增大接触面的粗糙程度从而增大摩擦力,故D错误。
故选A。
5. 如图所示,在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,将木块置于水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向拉动。下列说法中错误的是( )
A. 实验时,先在水平方向对弹簧测力计校正“0”点
B. 在木块上加放钩码。可探究压力对滑动摩擦力大小的影响
C. 木块做匀速直线运动时,弹簧测力计对木块的拉力等于木块所受滑动摩擦力的大小
D. 实验中难以做到匀速拉动木块,这会导致木块所受滑动摩擦力的大小发生变化
【答案】D
【解析】
【详解】A.因实验中要沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,且在水平方向上读数,故实验前要把弹簧测力计在水平方向上调零,故A正确,A不符合题意;
B.在木块上加放钩码,来增大压力,此时接触面的粗糙程度不变,是为了探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系,故B正确,B不符合题意;
C.用弹簧测力计拉动木块在水平方向做匀速直线运动时,拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,故C正确,C不符合题意;
D.滑动摩擦力大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与物体是否做匀速直线运动无关,故D错误,D符合题意。
故选D。
6. 利用小桌、砝码和海绵“探究压力作用的效果跟哪些因素有关”,实验过程如图所示,下列说法正确的是( )
A. 小桌使海绵的形变越大,说明小桌对海绵的压力越大
B. 乙图中小桌对海绵的压力大于丙图中小桌对海绵的压力
C. 甲、乙两次实验,探究的是压力的作用效果与压力大小是否有关
D. 甲、丙两次实验,探究的是压力的作用效果跟受力面积是否有关
【答案】C
【解析】
【详解】A.小桌使海绵的形变越大,可能是小桌对海绵的压力越大,也可能是受力面积越小,故A错误;
B.根据图乙和图丙可知,对海绵的压力大小都等于桌子和砝码总重力大小,故B错误;
C.根据甲、乙图可知,海绵的受力面积相同,但是甲图和乙图中小桌对海绵的压力不相同,探究的是压力的作用效果与压力大小是否有关,故C正确;
D.根据甲、丙图可知,甲、丙两次实验的压力大小和受力面积都不同,故无法探究压力的作用效果跟受力面积是否有关,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,U形管中左边装水右边装某种油,当液体不流动时,相关参数如图所示,则下列有关叙述中正确的有( )
A. 该U形管不属于连通器
B. 该油的密度为0.8×103kg/m3
C. 将右边试管内倒出3cm的油可以使左右液面相平
D. 向左边试管内加入一部分水,当液体不流动时可能使左右液面相平
【答案】B
【解析】
【详解】A.该U形管上端开口、下端连通,可看作是连通器,故A错误;
B.以U形管右边水和油的分界面作一水平线,则U形管两侧液体产生的压强相等,即
p左=p右
由图知道
h水=12cm=0.12m
h油=15cm=0.15m
由液体压强公式知道
ρ水gh水=ρ油gh油
代入数据解得
ρ油=0.8×103kg/m3
故B正确;
CD.连通器中装有同种液体静止时,液面相平,无论左侧添加还是右侧倒出,两侧的液体种类不同,密度不等,液面不可能相平,故CD错误。
故选B。
8. 如图所示,有一个重力为G的长方体浸没在液体中,其受到的浮力为F,液体对长方体向下和向上的压力分别为F1和F2,下列说法不正确的是( )
A. 长方体所有表面都受到液体压力
B. 长方体相对侧面所受液体的压力相互平衡
C. F1、F2和F浮的大小关系是F1-F2=F浮
D. 若物体浸没于更深的位置,与图示位置相比,F1、F2之差不变
【答案】C
【解析】
【详解】A、因为液体内部存在压强,所以长方体各表面都受到液体的压力,故A正确,不符合题意;
B、根据相同深度液体向各个方向的压强相等的特点可知,长方体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力相互平衡,则长方体两个相对的侧面所受液体的压力同时作用在长方体上,且大小相等、方向相反、作用在同一条直线上是一对平衡力,故B正确,不符合题意;
C、根据浮力产生的原因可知,浮力等于物体上下表面的压力差,即浮力为
F1-F2=F浮
故C错误,符合题意;
D、若物体浸没于更深的位置,但上下表面的深度差不变,所以受到的压强差不变,受力面积不变,受到的压力差不变,即F1、F2之差不变,故D正确,不符合题意。
故选C。
9. 2024年5月,我国第三艘航母福建舰圆满完成首次试航任务,顺利返回江南造船厂码头。如图所示,该靓满载排水量5万吨,服役后将大大提升我国海军实力。下列说法正确的是( )
A. 此军舰满载时受到的浮力约为
B. 该军舰在海上航行时受到的浮力大于重力
C. 此军舰从长江驶入东海后,船体会上浮一些
D. 战斗机从军舰上飞走后,军舰所受浮力不变,舰底受到水的压强减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.此军舰满载时受到的浮力约为
故A错误;
B.军舰在海上航行时处于漂浮状态,浮力等于重力,故B错误;
C.军舰不管是在海水中还是在江水中,都处于漂浮状态,浮力始终等于军舰的重力,而军舰的重力不变,所以军舰受到的浮力保持不变;从长江驶入东海后,由于海水的密度大于江水的密度,由公式可知,排开液体的体积减小,所以军舰要上浮一些,故C正确;
D.直升机起飞时,舰艇仍漂浮,但自重G减小,根据漂浮条件可知军舰所受浮力减小,军舰要上浮一些,舰底受到水的压强减小,故D错误。
故选C。
10. 如图所示的简单机械,正常使用时省距离的是( )
A. 轮轴B. 斜面
C. 动滑轮D. 食品夹
【答案】D
【解析】
【详解】A.图中的轮轴使用时,动力在轮上,阻力在轴上,可以省力,但是费距离,故A不符合题意;
B.斜面使用时,可以省力,但是费距离,故B不符合题意;
C.动滑轮使用时,可以省力,但是费距离,故C不符合题意;
D.食品夹属于杠杆,使用时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,但是可以省距离,故D符合题意。
故选D。
11. 把一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上,它受到了水平向左的拉力F的作用,如图甲所示.拉力F的大小与时间t的关系如图乙,木块的运动速度v与时间t的关系如图丙所示。则下列说法正确的是( )
A. 时,木块受到的摩擦力为0N
B. 内,木块做匀速直线运动
C. 内,拉力做功
D. 内,木块克服摩擦力做功的功率为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图丙可知0~2s内,木块处于静止状态,由图乙可知此过程中木块受到的拉力为2N,由二力平衡条件可知,此过程中木块受到的摩擦力和拉力大小相等,摩擦力为2N,故A错误;
B.由图丙可知,2~4s内木块做加速运动,故B错误;
C.由图丙可知,4~6s内木块运动的速度为4m/s,木块运动的路程
s=vt=4m/s×2s=8m
由图乙可知4~6s内木块受到的拉力为4N,拉力做功
W=Fs=4N×8m=32J
故C错误;
D.由图丙可知,4~6s内木块运动的速度为4m/s,由图乙可知4~6s内木块受到的拉力为4N,此时木块匀速直线运动,拉力和摩擦力是平衡力,摩擦力为4N,木块克服摩擦力做功的功率为
故D正确。
故选D。
12. 在劳动实践中,小孙在水平地面与车厢间用木板搭一斜面,并用平行于斜面的推力将重的货物匀速地从斜面底端推到顶端的车厢,如图所示。已知斜面长,斜面高,斜面的机械效率。下列叙述中正确的是( )
A. 小孙推动货物所用推力大小为150N
B. 若增大推行速度,则货物受到的摩擦力将变大
C. 货物受到斜面的摩擦力大小为250N
D. 若h不变、减小L,则斜面的机械效率将升高
【答案】D
【解析】
【详解】A.小孙推货物做的有用功为
已知斜面的机械效率η=60%,则总功为
小孙推动货物所用推力为
故A错误;
B.增大推行速度,货物与斜面间的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则摩擦力不变,故B错误;
C.货物受到斜面的摩擦力大小为
故C错误;
D.若h不变、减小L,斜面变陡,物体对斜面的压力减小,斜面对物体的摩擦力减小,额外功减小,有用功不变,根据
W总=W有用+W额
可知,总功减小,根据可知斜面的机械效率将升高,故D正确。
故选D。
二、填空与作图题(每空1分,每图2分,共计29分)
13. 如图所示,许多超市为方便顾客结账,安装了“刷脸机”。“刷脸机”的摄像头实际上是一个凸透镜,该类透镜在日常生活中可以用来矫正____(近视眼/远视眼);人要站在“刷脸机”的二倍焦距以外,此时能成一个______(缩小/放大)的实像;当人远离“刷脸机”时,这个像将______(变大/变小/不变)。
【答案】 ①. 远视眼 ②. 缩小 ③. 变小
【解析】
【详解】[1]“刷脸机”的摄像头实际上是一个凸透镜,该类透镜对光线具有会聚作用,在日常生活中可以用来矫正远视眼。
[2]人要站在“刷脸机”二倍焦距以外,根据凸透镜成像的规律可知,此时能成一个倒立、缩小的实像,相当于照相机。
[3]根据凸透镜成实像时的规律,物近像远像变大,物远像近像变小,所以当人远离“刷脸机”时,物距变大,像距变小,这个像将变小。
14. “嫦娥一号”探月卫星在距月球表面200km高度经过多次“刹车制动”,最终绕月球做匀速圆周运动。卫星“刹车制动”时,沿运动方向喷射高温气体,高温气体对卫星施加制动力,这说明力的作用是___________的。在绕月球做匀速圆周运动时,卫星的运动状态___________(选填“改变”或“不变”)。“嫦娥一号”收到地面工作人员发出的指令,发动机点火工作,喷射高温燃气实现加速。此时,“嫦娥一号”获得的作用力方向与其运动方向___________(选填“相同”或“相反”)。
【答案】 ①. 相互 ②. 改变 ③. 相同
【解析】
【详解】[1]卫星对高温气体施力,高温气体也对卫星施力,这正说明了物体间力的作用是相互的。
[2]做匀速圆周运动时,物体的运动方向时刻在变,所以运动状态在改变。
[3]由于卫星受力加速运动,所以受力方向与运动方向相同。
15. 如图所示的一架遥控直升飞机模型,当它匀速上升和匀速降落时(不计空气阻力),旋翼提供的升力与无人机的重力是_______(选填“相等”或“不等”)的。在某次竖直爬升过程中,旋翼意外停转,则飞机模型将立即_______(选填“加速下落”或“减速上升”),假设在月球表面上,该直升飞机模型_______(选填“能”或“不能”)悬停在空中。
【答案】 ①. 相等 ②. 减速上升 ③. 不能
【解析】
【详解】[1]直升机模型匀速上升和降落时处于平衡状态,受平衡力的作用,在竖直方向上受重力和向上的升力,由二力平衡可知重力和升力大小相等、方向相反、在同一直线上。
[2]竖直爬升过程中旋翼停转,则升力消失,此时飞机模型只受向下的重力作用,之前飞机模型是向上运动,则此时飞机模型减速上升。
[3]月球表面为真空状态,没有空气,旋翼的升力是应用了流体流速大的地方压强小的原理提供的升力,若在月球表面上时,升力消失,飞机模型不能悬停在空中。
16. 如图所示,在15N的水平拉力F作用下,木板A在水平地面匀速向右运动的过程中,物体B相对于地面静止,此时弹簧测力计的示数为3N,则B所受滑动摩擦力大小为___________N,方向水平向___________(选填“左”或“右”),A受到地面的摩擦力大小为___________N。
【答案】 ①. 3 ②. 右 ③. 12
【解析】
【详解】[1]物体B相对于地面静止,处于平衡态,弹簧测力计的示数为3N,则弹簧测力计对B的拉力为3N,方向向左;B水平方向上受拉力和摩擦力,由二力平衡可得,摩擦力与拉力应大小相等,方向相反,故摩擦力大小为3N。
[2]根据二力平衡的特点可知,摩擦力的方向与拉力的方向相反,拉力向左,故摩擦力水平向右。
[3]以A为研究对象,它受到向右的拉力为15N,同时受到地面对它的摩擦力和物体B对它的摩擦力三个力的作用,地面对它的摩擦力和物体B对它的摩擦力二者之和为15N,所以地面对物体A的摩擦力为
17. 压强是表示___________的物理量,某初中生走路时对地面的压强约为3×104 Pa,当他从走路到双脚站立在水平地面上时,对地面的压强___________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】 ①. 压力作用效果 ②. 变小
【解析】
【详解】[1]压强是表示压力的作用效果的物理量,压强越大,压力的作用效果越明显。
[2]人的重力不变,对地面的压力等于自身重力,所以对地面的压力不变,当站立在水平地面上时,受力面积变大,根据压强计算公式可知,对地面的压强变小。
18. 为了探究浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受重力的关系,某同学进行了如图实验:
(1)图B中用细线将合金块挂在弹簧测力计下,测出它的______大小;
(2)将合金块浸入装满水的溢水杯中如图C,合金块所受浮力是______N;
(3)比较图C和图D可知,合金块在水中所受浮力与浸没的______无关;
(4)该同学做完实验总结出规律后,计算合金块的密度是______。
【答案】 ①. 重力 ②. 1 ③. 深度 ④.
【解析】
【详解】(1)[1]图B中用细线将合金块挂在弹簧测力计下,合金块静止,合金块受到弹簧竖直向上的拉力和竖直向下的重力是一对平衡力,测力计的示数等于物体的重力,即可以测出合金块的重力的大小。
(2)[2]由图B知,金属块的重力G=2.0N,由图C知,金属块受到的拉力F=1.0N,图C中,合金块受到弹簧竖直向上的拉力、竖直向下的重力和竖直向上的浮力,由力的平衡可得
F浮=G-F=20N-1.0N=1.0N
(3)[3]由图C、D知,金属块浸没在水中的深度不同,但测力计的示数不变,即浮力大小不变,据此可得出合金块在水中所受浮力与浸没的深度无关。
(4)[4]由得合金块排开水的体积为
合金块浸没在水中,所以合金块体积为
V=V排=1×10-4m3
金属块的质量
合金块密度为
19. 在生产和生活中,人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮,还有斜面和轮轴。如图所示,是用螺丝刀拧螺丝的情景。手柄______(选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力;螺丝钉是一种简单机械,螺丝钉上螺纹的展开长度相当于______(填“斜面”或“轮轴”),螺纹密一些的螺丝钉拧起来更省力。
【答案】 ①. 粗 ②. 斜面
【解析】
【详解】[1]螺丝刀拧螺丝时使用的是轮轴,轮轴是一种省力机械,支点在轴,螺丝刀手柄越粗动力臂越大越省力。
[2]螺丝钉在旋转进入孔中时,螺纹上会受到孔对它的阻力作用,螺丝钉上螺纹就好像是高山上的盘旋公路一样,高山上的盘旋公路是斜面,那么螺丝钉上螺纹的展开长度相当于斜面。
20. 机械功和功率的区别是:前者指物体做功的______,后者是指物体做功的______(前两空均选填“多少”或“快慢”)。某机器的功率是800瓦,其物理意义是此机器______。
【答案】 ①. 多少 ②. 快慢 ③. 每秒做功800焦
【解析】
【分析】
【详解】[1][2]机械功指是物体做功的多少;而功率指的是物体做功的快慢,即单位时间内做功的多少,由做功多少和做功所用时间共同决定。
[3]某机器的功率是800瓦,它所表示的物理意义是指该机器每秒做功800焦。
21. 按要求完成作图:在图中,完成入射光线从左边射向凹透镜折射,再由凸透镜折射后的光路。
【答案】
【解析】
【详解】对于凹透镜,指向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴;该折射光线又平行于主光轴射入凸透镜中,则平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点。如图所示:
22. 如图所示,用滑轮组沿水平地面拉动物体A,请画出最省力绕绳方法。
【答案】
【解析】
【详解】对由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组,可绕线方法有两股和三股两种,两种方法都达到了省力的目的,绳子股数越多越省力,根据题意滑轮组最省力的绕法是绳子股数最多,即三股绕线的方法。具体图形如下:
23. 一物体随传送带一起斜向上匀速运动,请作出物体所受摩擦力和重力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】物体随传送带一起斜向上匀速运动,受到传送带对物体施加的摩擦力f,方向沿斜面向上;同时物体受到重力G,重力的方向竖直向下。物体所受摩擦力和重力的示意图如图所示:
三、实验与探究题(每空1分,共计31分)
24. 在“探究凸透镜成像的规律”实验中,小明用高为4cm的发光体(由发光二极管组成)作为物体,把凸透镜固定在如图甲所示的光具座50cm刻度线处不动。下表是小明记录的凸透镜成实像时的部分实验数据:
(1)实验前需要调整发光体、凸透镜和光屏的中心在______,目的是______,分析表中数据可知,实验中所用凸透镜的焦距为______cm;
(2)根据实验的数据推测,当把物体放在光具座“0”刻度线处时,保持透镜位置不变,物体通过凸透镜所成实像的高度______(选填“大于”“小于”或“等于”)2.0cm;
(3)小明用如图乙所示的LED发光灯制成的“F”字样的光源替换图甲中的物体,保持物体和凸透镜的位置如图甲不变,移动光屏又一次找到了清晰的像,从左向右观察光屏,该像可能是图丙中的______(选填字母),该成像规律与______(选填“投影仪”或“照相机”)原理相同;另外请你分析小明用“F”型光源代替原发光物体完成实验的优点是______;
(4)若将该凸透镜换成焦距为30.0cm的凸透镜,物体和凸透镜的位置如图甲并保持不变,无论怎样在光具座上移动光屏,光屏上都不能得到清晰的像,原因是______
【答案】 ①. 同一高度 ②. 使像呈在光屏中央 ③. 10.0 ④. 小于 ⑤. D ⑥. 照相机 ⑦. 便于比较成像性质 ⑧. 物体在焦点处不能成像
【解析】
【详解】(1)[1][2]实验中,为了使像成在光屏中央,应调整发光体、凸透镜和光屏的中心在同一高度上。
[3]由题意可知,发光体高4cm,根据凸透镜成像规律可知,当物距等于像距等于2倍焦距时,成倒立等大的实像,由表格可知,当像高等于发光体的高度,即4cm时,物距等于20cm,因此
故。
(2)[4]由表格数据可知,当物距为30cm时,像高2cm,当把物体放在光具座“0”刻度线处时,保持透镜位置不变,则,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小的规律可知,像会缩小,因此像的高度小于2cm。
(3)[5][6]由图甲可知,物距为
50cm-20cm=30cm>2f
根据凸透镜成像规律可知,此时像距应在1倍焦距与2倍焦距之间,保持物体和凸透镜的位置如图甲不变,移动光屏,使光屏在1倍焦距与2倍焦距之间,可以在光屏上看到倒立缩小的实像,像与物体的左右、上下均相反,因此该像可能是图丙中的D。照相机就是根据该原理制成的。
[7]在实验中,用“F”型光源代替原发光物体,“F”型光源左右不对称,便于比较左右关系和倒正关系,即便于比较成像性质。
(4)[8]若将该凸透镜换成焦距为30.0cm的凸透镜,物体和凸透镜的位置如图甲并保持不变,则物距为
50cm-20m=30cm
物距等于1倍焦距,根据凸透镜成像规律可知,此时不成像,因此无论怎样在光具座上移动光屏,光屏上都不能得到清晰的像。
25. “牛顿第一定律”的形成,经历了伽利略、笛卡尔和牛顿等科学家的不断完善。
(1)伽利略经过如图的实验和推理得出结论:如果没有摩擦力和空气阻力的影响,在水平面上运动的物体将会一直运动下去。结合伽利略的结论写出如图中各实验和推理的先后顺序:______(用字母表示);
A.从P点静止释放 B.从P点静止释放,并依次降低斜面倾斜度 C.从P点静止释放
(2)笛卡尔在伽利略观点的基础上进一步完善:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向。牛顿在他们研究的基础上提出了“牛顿第一定律”。相对于“牛顿第一定律”,笛卡尔的观点有什么不足?______
(3)追随物理学家的足迹,同学们设计了如图1所示的实验:
①每次实验中让小车从同一斜面的______由静止开始滑下目的是为了使每次实验小车运动到水平面时的______相同;
②在每次实验中,可以观察到:小车到达水平面后会继续向前运动一段距离,最终会停下来。本实验现象能直接说明______(选填字母);
A.牛顿第一定律 B.物体的运动需要力来维持
C.力可以改变物体的运动状态
③本实验中小车在水平面运动时受到了______个力;
④在上面的探究后,通过合理的推理可知:当图2中的摆球从A点由静止释放摆到最低点B时,如果摆球所受的力突然全部消失,则摆球将______。(选填“向右侧上摆”“静止”或“做匀速直线运动”)
【答案】 ①. CAB ②. 没有研究静止物体 ③. 同一高度 ④. 初速度 ⑤. C ⑥. 3 ⑦. 做匀速直线运动
【解析】
【详解】(1)[1]图中各实验和推理的顺序应是先实验再推理,图C中有空气阻力,图A中没有空气阻力,所以先C再A,而图B中,是推理得出了在无空气阻力和无摩擦的情况下,物体将做匀速直线运动,故正确的顺序应该是CAB。
(2)[2]相对于“牛顿第一定律”,笛卡尔的观点不够全面,即笛卡尔没有对静止物体不受力时的情况做出描述。
(3)①[3][4]实验中每次实验中应让小车从同一斜面同一高度由静止开始滑下,这样可控制小车运动到水平面时的初速度相同。
②[5]在每次实验中,小车到达水平面后会继续向前运动一段距离,最终会停下来,这能直接说明力可以改变物体的运动状态,故选C。
③[6]小车在水平面运动时受到了重力、支持力和水平面给小车的摩擦阻力,即小车受到3个力的作用。
④[7]在上面的探究后,通过合理的推理可知,当物体不受力时,将保持静止状态或匀速直线运动状态;因此,当图2中的摆球从A点由静止释放摆到最低点B时,如果摆球所受的力突然全部消失,则摆球将做匀速直线运动。
26. 学习托里拆利实验测大气压后,有同学利用图1注射器、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值:
(1)在实验时,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,这样做的目的是______;
(2)实验室有甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为和,若弹簧测力计量程为10N,实验时应选用______(选填“甲”或“乙”)注射器;
(3)有同学在同一地点用公式测出大气压的值偏小,分析导致误差因素可能是______
(4)本实验中用弹簧测力计测出的拉力大小等于大气对______(选填“针筒”或“活塞”)的压力大小;
(5)实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向,可以减小______对实验的影响;
(6)有同学建议在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处:一是增强活塞的密封性,二是可以______
(7)图2装置是小雨和小明自制的气压计,当将此装置从山下移到山顶,则细管中的水柱______(选填“上升”、“不变”或“下降”),说明大气压随海拔的升高而______(选填“升高”或“降低”)。
【答案】 ①. 排尽筒内空气 ②. 甲 ③. 筒内空气没有排尽 ④. 活塞 ⑤. 活塞自重 ⑥. 减小摩擦力 ⑦. 上升 ⑧. 降低
【解析】
【详解】(1)[1]把注射器的活塞推到注射器筒的底端,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔,这样做的目的是排空注射器筒内的空气,使筒内为真空状态。
(2)[2]当注射器中的活塞开始滑动时,弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡,即测力计的示数等于大气对活塞的压力。因甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,当大气压约为100000Pa,当面积为2cm2,即0.0002m2时,大气对活塞的压力为
因为已知弹簧测力计量程为10N,超过了测力计的量程,所以实验时应选用甲注射器。
(3)[3]如果筒内空气没有排尽,拉力的测量值会偏小,根据公式可知,导致测得的大气压值偏小。
(4)[4]当注射器中的活塞开始滑动时,活塞受到弹簧测力计的拉力与大气对活塞的压力刚好平衡,所以用弹簧测力计测出的拉力大小等于大气对活塞的压力的大小。
(5)[5]实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向,与重力方向垂直,可以减小活塞重力对实验的影响,从而提高实验的精确程度。
(6)[6]测量前,有同学建议在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处:一是活塞的密封性好;二是可以通过分离接触面,减小摩擦力。
(7)[7][8]当将此装置从山下移到山顶,随高度的增大,大气压会减小,瓶内气体会瓶内水压入细管中,导致细管中水柱上升。
27. 某小组在探究杠杆的平衡条件时,采用了如图甲所示的装置,实验中所用钩码均为50g。
(1)实验前未挂钩码时,杠杆静止在图甲所示位置,此时杠杆处于______(选填“平衡”或“不平衡”)状态:要使杠杆在水平位置平衡,应向______(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡的目的是______;
(2)为了得出多组实验数据,小华应改变钩码的______和位置,使杠杆始终保持在水平位置平衡;实验得到如下表所示数据,小华初步得出杠杆的平衡条件是______(写出公式);
(3)如图乙所示,小华在杠杆右侧使用弹簧测力计来施加动力,竖直向下拉动弹簧测力计使杠杆水平静止;实验过程中发现测出的动力都偏小,回顾实验过程,小华发现测量动力时忽略了______对实验的影响;
(4)小红利用上述的杠杆和钩码设计了一个“密度秤”,将容积为100mL的轻质小桶(质量忽略不计)悬挂在杠杆的挂钩A下,调节杠杆在水平位置平衡,小桶中装满待测液体时,在杠杆的B点悬挂2个钩码,杠杆在水平位置再次平衡,如图丙所示,则待测液体的密度为______;小红还想增大“密度称“的量程,下列措施不可行的的是( )
A.增大小桶的容积 B.增加钩码的质量
C.小桶位置固定,向左侧适当移动杠杆的支点O D.杠杆支点固定,向右侧移动小桶
【答案】 ①. 平衡 ②. 左 ③. 便于测量力臂 ④. 数量(个数) ⑤. ⑥. 弹簧测力计自重 ⑦. ⑧. A
【解析】
【详解】(1)[1]杠杆处于静止状态或匀速转动状态时,杠杆处于平衡状态,由图甲知道,杠杆静止,此时杠杆处于平衡状态。
[2][3]为了便于测量力臂,应使杠杆在水平位置平衡,由图知道,左端偏高,为使杠杆在水平位置平衡,需要将平衡螺母向左调节。
(2)[4]杠杆调节平衡后,在杠杆两侧挂上钩码,改变钩码的位置和数量,使杠杆始终在水平位置平衡,探究杠杆的平衡条件。
[5]分析数据得出杠杆平衡的条件
动力×动力臂=阻力×阻力臂
即
(3)[6]由于弹簧测力计有重力,使得杠杆平衡时动力每次都偏小,所以所记动力的大小应该是弹簧测力计的示数再加上弹簧测力计的重力。
(4)[7]根据杠杆的平衡条件知道
小桶中液体的质量
待测液体的密度
[8]因为
F=G=mg
由知道,V一定时,FA越大,“密度秤”的量程越大,根据杠杆的平衡条件知道
所以支点固定,向右侧移动钩码或向右移动小桶,其目的是增大,而增大钩码的质量即是增大FB,三种措施均能使FA增大,故BCD均可行,不符合题意;
而当增大小桶的容积时,在两侧FB、LB、LA均不变的情况下,根据杠杆平衡条件可知FA不变,即G液不变,进而m液不变,由知道,液体密度将变小,即“密度秤”的量程变小,故A不可行,符合题意。
故选A。
四、综合题(每小题8分,共计16分)
28. 图甲所示水下滑翔机是一种新型的水下机器人,图乙是其部分结构示意图,机身上搭载的油囊可在液压泵的控制下,将油在内、外油囊间来回转移,从而改变浮力大小以达到上浮和下潜的目的,再结合其它技术即可滑行,以执行海洋环境的监测任务。()
(1)当液压泵给外油囊充油时,水下滑翔机受到的浮力会______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)已知海水密度随深度变化情况如图丙所示,当该滑翔机下潜至600米深度时机翼上大小的地方承受的压力是多少______?
(3)已知该滑翔机总重力为520N,当外油囊无油时,滑翔机排开水的体积为.当该滑翔机潜到600米深度处后外油馕的体积变为,请通过计算判断该滑翔机将上浮还是下沉______?(忽略海水压强对油和滑翔机外壳体积的影响)
【答案】 ①. 变大 ②. ③. 下沉
【解析】
【详解】解:(1)当液压泵给外油囊充油时,滑翔机排开的水的体积变大,由知道,滑翔机受到的浮力变大。
(2)由图丙可知,600米深度海水的密度;此深度处滑翔机受到海水的压强
机翼上大小的地方受到的压力
(3)600m深处滑翔机和外油囊排开海水的总体积
此时滑翔机在600m深度处所受的浮力
因,则滑翔机会下沉。
答:(1)当液压泵给外油囊充油时,水下滑翔机受到的浮力会变大;
(2)该滑翔机下潜至600米深度时机翼上大小的地方承受的压力是;
(3)该滑翔机将下沉。
29. 玻璃装运车间常用“低压吸盘吊车”进行吊运玻璃,如图甲所示,先将6个吸盘压在玻璃上,然后启动抽气机抽出吸盘内空气使吸盘内的气压减小,在大气压作用下吸盘将玻璃“吸住”,再通过电动机牵引滑轮组自由端的绳子就可以将玻璃吊起。图乙为“低压吸盘吊车”的结构示意图,若吸盘及支架的总质量为45kg,每个滑轮的质量为15kg,不计抽气管和绳重,不计绳子与滑轮的摩擦,在某次吊装过程中,吊车将一块重为90kg的玻璃以的速度吊高2m。求:
(1)本次吊装过程中所做的有用功;
(2)本次吊装过程中,电动机对绳子自由端的拉力及做功的功率;
(3)本次吊装过程中,该装置的机械效率。
【答案】(1);(2),;(3)
【解析】
【详解】解:(1)本次吊装过程中所做的有用功为
(2)由图知,吊起动滑轮绳子段数为2,不计绳子与滑轮的摩擦,本次吊装过程中,电动机对绳子自由端的拉力为
绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
做功的时间为
拉力做功的功率为
(3)本次吊装过程中,该装置的机械效率为
答:(1)本次吊装过程中所做的有用功为;
(2)本次吊装过程中,电动机对绳子自由端的拉力为,做功的功率为;
(3)本次吊装过程中,该装置的机械效率为。次数
物距/cm
像距/cm
像高/cm
1
30.0
15.0
2.0
2
20.0
4.0
3
15.0
8.0
实验次数
动力/N
动力臂/cm
阻力/N
阻力臂/cm
1
1.0
10.0
2.0
5.0
2
1.0
20.0
2.0
10.0
3
2.0
15.0
3.0
10.0
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