[物理][期末]山东省威海市乳山市2023-2024学年八年级下学期期末模拟试卷
展开1.(2分)小周对体育比赛中的一些现象进行了分析,以下说法正确的是( )
A.跳远运动员助跑是为了增加起跳时的惯性
B.“引体向上”时手搓镁粉利用了增大摩擦的道理
C.篮球向上弹跳到最高点时处于平衡状态
D.不计空气阻力,踢出的足球在空中飞行过程中受到两个力的作用
2.(2分)电动自行车驾驶人应配戴安全头盔并扣好安全带,如图所示,系带设计得比较宽是为了( )
A.减小摩擦B.增大摩擦C.减小压强D.增大压强
3.(2分)中国书法历史悠久,是中华民族优秀传统文化之一。小华同学在水平桌面上平铺一张白纸,为防打滑,他用较重的镇纸压住白纸,向右匀速行笔书写“一”字的过程中,下列说法正确的是( )
A.毛笔的毫毛向左弯曲,所以毛笔受到向左方向的摩擦力
B.手对毛笔水平方向作用力小于毛笔受到的摩擦力
C.白纸只受到向右方向的摩擦力
D.若没有镇纸,白纸可能向左移动
4.(2分)下列工具中,主要利用连通器原理工作的是( )
A.订书机B.抽水机C.温度计D.液位计
5.(2分)某宇航员登上月球后,他的惯性相比在地球上时( )
A.变大了B.不变
C.变小了D.没有惯性了
6.(2分)科学家的研究贡献推动了人类的进步,以下科学家与其研究贡献相符的是( )
A.伽利略——流速压强与流速的关系
B.牛顿——运动和力的关系
C.托里拆利——液体压强与深度的关系
D.帕斯卡——大气压与海拔的关系
7.(2分)如图所示,我国自主研制的全球首艘智能型无人系统母船“珠海云”号,圆满完成各项海试目标任务,并顺利入泊母港正式交付使用。下列关于母船的说法正确的是( )
A.漂浮在海面上的母船受到的浮力大于自身受到的重力
B.从母船卸货时,母船受到的浮力大小保持不变
C.若满载的母船从大海进入河流,它排开水的体积不变
D.在海面上,从母船卸货时,母船受到的浮力等于它排开海水受到的重力
(多选)8.(2分)如图所示的四个情景中,受到浮力作用的物体是( )
A.大桥的桥墩B.远航的巨轮
C.水里下落的苹果D.沉底的石头
9.(2分)如图为工地搬运砖头的独轮车,人抬起车把时,车体可以看成一个杠杆,关于这个杠杆下列说法正确的是( )
A.手握的位置靠近把手末端时更费力
B.砖头的位置远离车轮时抬起更省力
C.轮子的中心是杠杆的支点
D.图中拉力F大于重力G
10.(2分)关于机械效率与功率的概念辨析,下列说法正确的是( )
A.功率表示做功的多少
B.功率相等的两个机械工作相同时间,有用功相同时机械效率也相同
C.机械效率越高,做功越快
D.两个机械效率相同的机械,功率大的机械做的总功多
(多选)11.(3分)一轻质弹簧的下端固定在容器底部,上端连接一小球,如图所示,向容器中缓慢倒入水,使小球完全浸没且静止在水中,此时小球可能受( )
A.重力、浮力、支持力和压力
B.重力、浮力和拉力
C.重力、浮力和支持力
D.重力和浮力
(多选)12.(3分)水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,分别盛有两种不同液体,将两个质量相等的冬枣、樱桃(V冬枣>V樱桃)分别放入两种液体中,静止时的状态如图所示,两容器中的液面相平。则下列说法中正确的是( )
A.甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度
B.冬枣受到的浮力大于樱桃受到的浮力
C.甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
D.冬枣、樱桃放入前,甲容器底受到的液体压强小于乙容器底受到的液体压强
二.填空题(共8小题,满分16分,每小题2分)
13.(2分)中国空间站2022年将全面建成,将首次实现6名航天员同时在轨,在中国空间站中航天员的运动状态 (选填“不变”或“改变”),如图所示,航天员太空行走的时候与轨道舱之间需要系上一根绳,这是当航天员意外漂离轨道舱时,可用力拉着绳子身子就会靠近轨道舱,这利用了 。
14.(2分)如图所示是小强参加劳动实践挑水时的场景,若扁担重10N,每只桶总重均为200N,当扁担在水平位置保持静止时,扁担受到肩的支持力约为 。
15.(2分)图中所测到的当时大气压强是 mm水银柱产生的压强,玻璃管从竖直位置适当倾斜,则玻璃管内水银柱的高度差 (选填“不变”、“变大”或“变小”)。
16.(2分)2024年4月25日,搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭,在我国酒泉卫星发射中心发射升空。如图所示,火箭在高温高压燃气的作用下加速上升,说明力可以改变物体的 ,此过程中飞船的机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”);在发射过程中以火箭为参照物,飞船是 (选填“静止”或“运动”)的。
17.(2分)生活中的羊角锤在拔钉子过程中属于 杠杆;气体流速越大,压强 ,故在地铁站离站台边缘有一定距离的地方都标有安全线,以保护乘客的安全。
18.(2分)如图,把相同的鸡蛋放入水中时沉底,放入浓盐水中时悬浮,说明浮力大小与
有关。
19.(2分)如图,在A端施加一个竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡;保持力F的方向不变,将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中,力F将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
20.(2分)如图位于湖南张家界天门山景区的一条盘山公路,有通天大道之称,该盘山公路全长10.77公里,利用此设计可以省 。一辆总重为1×105N的汽车经过某一长为200m的路段时,竖直高度上升了20m,如果汽车的牵引力恒为2.5×104N,此过程中盘山公路的机械效率为 。
三.作图题(共2小题,满分4分,每小题2分)
21.(2分)滑滑梯是同学们小时候喜爱的运动之一。如图所示,是一个小朋友正在沿滑梯下滑的情景。请画出这位小朋友此时受到的重力的示意图和滑梯对他的摩擦力的示意图。(点O表示小朋友的重心)
22.(2分)使杠杆AO在如图所示位置静止,画出A点所用最小动力F1的示意图和F2的力臂L2。
四.实验探究题(共3小题,满分22分)
23.(6分)小平用一个长方体木块、弹簧测力计、三个相同的砝码和海绵等探究压力作用效果与什么因素有关:
(1)根据甲、乙两图可知,压力的作用效果与 有关;
(2)用甲、丙两图探究压力作用效果与受力面积的关系,应在丙图木块上放 个砝码。由此得出结论: 一定,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(3)小平利用上述器材继续探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关:
①用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧测力计的示数如图丁所示为 N;
②取下木块上的砝码,重复①的操作,弹簧测力计的示数为1.8N。由此说明 一定,压力越大,滑动摩擦力越大;
③以不同的速度多次水平拉动木块,使它沿水平桌面做匀速直线运动,发现弹簧测力计的示数几乎不变,说明滑动摩擦力的大小与速度大小 。
24.(8分)用如图所示的实验装置研究“运动和力的关系”。
(1)每次让小车从同一个斜面的同一高度位置由静止开始滑下,是为了使小车滑到斜面底端时具有相同的 ;
(2)比较图中小车在不同表面滑行的最大距离,可以得出:在初速度相同的条件下,水平面越光滑,小车受到的摩擦力越 ,速度减小得越 ;
(3)在此实验的基础上进行合理的推理,可以得出:运动物体不受外力时,它将 。
25.(8分)小枫同学为了探究物体在水中不同深度所受浮力变化情况,如图所示,将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中(水足够深)在圆柱体接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面所处的不同深度h和弹簧测力计相应的示数F,实验数据如表:
(1)分析表中实验数据,可以得出物体重 N,第4次实验时,物体受到的浮力
N。
(2)如图能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面距离h关系的图象是 。
(3)圆柱体金属块的密度是 kg/m3。
五.计算题(共3小题,满分22分)
26.(7分)2024年5月1日我国第三艘航空母舰“福建舰”从上海江南造船厂码头解缆启航,赴相关海域开展首次航行试验。其满载时排水量约为8×104t,吃水深度为13m,最大航速约为15m/s。若航母满载时以最大航速匀速前进,所受阻力是其总重力的0.1倍(海水的密度ρ取1.0×103kg/m3,g取10N/kg),求:
(1)航母达到最大吃水深度时,底部所受海水压强;
(2)航母满载时受到的浮力;
(3)航母满载时以最大航速匀速前进过程中,航母发动机的功率。
27.(7分)在“测量滑轮组机械效率”的实验中,小明同学在滑轮组下挂上3个钩码;为了方便测量绳的自由端上升的距离,他在与动滑轮相切的细绳上作一标记A,如图甲所示;然后手拉弹簧秤匀速竖直向上提升,在提升过程中,他观察到弹簧秤的示数如图乙所示;提升一段距离后,他保持弹簧秤静止不动,并在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B,测得AB两点间的距离为20cm,此时弹簧秤的示数如图丙所示。已知每个钩码的质量为200g,g取10N/kg,求:
(1)小明拉绳时做的有用功;
(2)滑轮组的机械效率(结果保留整数);
(3)动滑轮的重。
28.(8分)小清河大桥施工时,要向河中沉放大量的施工构件,假设一正方体构件被缓缓吊入河水中(如图甲),在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,随着h的增大,正方体构件所受浮力F1、钢绳拉力F2的变化如图乙所示,g=10N/kg:求:
(1)曲线①②哪条是浮力随h变化的图像;
(2)构件所受的最大浮力;
(3)构件的密度。
【参考答案】
一.选择题(共12小题,满分26分)
1.【答案】见试题解答内容
【解析】解:A、跳远运动员助跑是利用了惯性跳的更远,此过程中运动员质量不变,惯性大小不会改变,故A错误;
B、“引体向上”时手搓镁粉,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故B正确;
C、篮球向上弹跳到最高点时只受重力作用,受到的力是非平衡力,所以处于非平衡状态,故C错误;
D、不计空气阻力,踢出的足球在空中飞行过程中只受到重力一个力的作用,故D错误。
故选:B。
2.【答案】C
【解析】解:安全头盔的系带设计的比较宽是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。
故选:C。
3.【答案】A
【解析】解:A、白纸始终处于静止状态,毛笔相对于纸向右运动的过程中受到纸的摩擦力的方向向左,故A正确;
B、手对毛笔水平方向作用力与毛笔水平方向受到的摩擦力是一对平衡力,大小相等,故B错误;
C、白纸始终处于静止状态,则白纸在水平方向受到的毛笔对白纸的向右摩擦力与桌面对白纸的向左摩擦力处于平衡状态;故C错误;
D、若没有镇纸,白纸在向右摩擦力作用下可能向右移动,故D错误。
故选:A。
4.【答案】D
【解析】解:
A、订书机中主要应用的物理知识有杠杆、压强等,与连通器原理无关,故A不符合题意;
B、抽水机抽水时,通过活塞上移使活塞下方的筒内气压减小,在外界大气压的作用下水被压上来,与连通器原理无关,故B不符合题意;
C、温度计是利用液体热胀冷缩的性质工作的,与连通器原理无关,故C不符合题意;
D、液位计是上端开口、底部连通的容器,是利用连通器原理工作的,故D符合题意。
故选:D。
5.【答案】B
【解析】解:
惯性的大小只与物体的质量有关,宇航员登上月球后,宇航员的质量不变,所以惯性不变;故ACD错误,B正确。
故选:B。
6.【答案】B
【解析】解:A.伯努利提出在流体中,流速越快的位置,压强越小,故A错误;
B.牛顿提出牛顿第一定律,阐述了运动和力的关系,故B正确;
C.帕斯卡首先验证了液体产生的压强与深度成正比的关系,其著名的实验叫帕斯卡裂桶实验,托里拆利较为精确地测量了大气压的值,故C错误;
D.最早发现大气压与海拔的关系的是伯努利,伯努利提出海波越高,大气压越低,故D错误。
故选:B。
7.【答案】D
【解析】解:A、漂浮在海面上的母船,根据漂浮条件可知受到的浮力大小等于船的重力,故A错误;
B、从母船卸货时,船的总重力减小,但船始终漂浮在水面上,浮力等于总重力,总重力减小,因此船受到的浮力变小,故B错误;
C、母船从大海进入河流时始终漂浮,浮力等于重力,重力不变,则浮力不变,由于海水密度大于江水密度,根据F浮=ρ水gV排可知,则轮船排开海水的体积变大,故C错误;
D、根据阿基米德原理可知受到的浮力大小等于其排开水的重力,所以在海面上,从母船卸货时,母船受到的浮力等于它排开海水受到的重力,故D正确。
故选:D。
8.【答案】BCD
【解析】解:
A、由于桥墩底面埋在淤泥下,不能与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,根据浮力产生的原因可知桥墩不受浮力作用,故A不符合题意;
B、远航的巨轮漂浮在水面上,其下表面受到水产生的向上的压力,所以巨轮受到水的浮力作用,故B符合题意;
CD、水里下落的苹果和沉底的石头都浸没在水中,水对物体向上的压力大于向下的压力,这个压力差就是物体受到的浮力,所以它们均受到浮力作用,故CD符合题意。
故选:BCD。
9.【答案】C
【解析】解:
A、在阻力和阻力臂不变的情况下,手握的位置靠近把手末端时,动力臂大,则动力小,更省力,故A错误;
B、砖头的位置远离车轮时,此时的动力臂和阻力大小不变,阻力臂变大,根据杠杆的平衡条件可知,动力变大,抬起更费力,故B错误;
C、由图可知,整个杠杆是绕轮子的中心转动的,所以轮子的中心是杠杆的支点,故C正确;
D、图中的动力臂大于阻力臂,根据杠杆的平衡条件可知,动力小于阻力,即F小于G,故D错误。
故选:C。
10.【答案】B
【解析】解:
A、功率是表示做功快慢的物理量,故A错误;
B、功率相等的两个机械工作相同时间,由W=Pt可知总功相同,而有用功相同,机械效率也相同,故B正确;
C、机械效率是指有用功与总功的比值,与功率大小无关,所以,机械效率高的机械,做功不一定快,故C错误。
D、功率是表示做功快慢的物理量,功率大的机械做的总功不一定多,故D错误。
故选:B。
11.【答案】BCD
【解析】解:小球完全浸没且静止在水中,此时小球受到的浮力可能小于重力,可能大于重力,也可能等于重力。
如果小球受到的浮力等于重力,则小球只受到浮力和重力的作用;
如果小球受到的浮力小于重力,则小球除受到浮力和重力的作用外,还受到弹簧对它的支持力的作用;
如果小球受到的浮力大于重力,则小球除受到浮力和重力的作用外,还受到弹簧对它的拉力的作用。
故选:BCD。
12.【答案】ACD
【解析】解:AB、冬枣、樱桃的质量相等,V冬枣>V樱桃,则冬枣的密度要小于樱桃的密度;由G=mg可知冬枣、樱桃的重力也相等,甲图,冬枣悬浮,浮力等于重力,即F甲=G;乙图,樱桃漂浮,浮力等于重力,即F乙=G,所以冬枣受到的浮力等于樱桃受到的浮力;冬枣悬浮,冬枣的密度等于甲液体的密度,樱桃漂浮,樱桃的密度小于乙液体的密度,所以甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度,故A正确,B错误;
C、放入冬枣、樱桃后,两容器液面相平,V冬枣>V樱桃,所以V冬枣排>V樱桃排,说明没放物体之前甲容器中液体的体积小于乙容器中液体的体积,即V甲<V乙,且ρ甲<ρ乙,由m=ρV可知,两液体的质量m甲<m乙,则G甲<G乙;
两容器质量相同,则容器的重力相同,冬枣、樱桃质量相同,其重力也相等,但液体的重力G甲<G乙,
两容器对桌面的压力分别为F甲=G器+G冬枣+G甲,F乙=G器+G樱桃+G乙,
所以F甲<F乙,故C正确;
D、将两个质量相等的冬枣、樱桃分别放入两种液体中,两容器中的液面相平,又因为V冬枣排>V樱桃排,说明冬枣、樱桃放入前,甲中液面比乙中液面要低,又ρ甲<ρ乙,根据p=ρgh可知,冬枣、樱桃放入前,甲容器底受到的液体压强小于乙容器底受到的液体压强,故D正确。
故选:ACD。
二.填空题(共8小题,满分16分,每小题2分)
13.【答案】改变;物体间力的作用是相互的。
【解析】解:(1)在中国空间站中航天员随空间站一起运动,运动方向不停的改变,运动状态改变;
(2)航天员用力拉着绳子的同时也受到绳子的拉力,身子就会靠近轨道舱,这利用了物体间力的作用是相互的。
故答案为:改变;物体间力的作用是相互的。
14.【答案】410N。
【解析】解:将扁担与桶作为一个整体,保持静止,受力平衡,此时扁担受到肩的支持力与桶和扁担的总重力相等,即为
F=2G1+G2=2×200N+10N=410N。
答案为:410N。
15.【答案】750;不变。
【解析】解:利用托里拆利实验测量大气压时,玻璃管内、外的水银高度差的计算是玻璃管内的水银柱表面到水银槽中水银表面的竖直高度,所以当时当地的大气压强相当于750mm水银柱产生的压强;
实验时,玻璃管略倾斜,管内水银柱长度变长,但管内、外水银柱的高度差不变。
故答案为:750;不变。
16.【答案】运动状态;增大;静止。
【解析】解:火箭在推力作用下加速上升,说明力可以改变物体的运动状态;火箭在高温高压燃气的作用下加速上升,火箭的动能和重力势能都增大,故此过程中飞船的机械能增大;在发射过程中以火箭为参照物,火箭与飞船的空间位置没有发生改变,故飞船是静止的。
故答案为:运动状态;增大;静止。
17.【答案】省力;越小。
【解析】解:徒手拔不了钉子,借助羊角锤以较小的力拔钉子,所以属于省力杠杆。
当地铁驶进站台时,会带动人和车之间的空气流动速度加快,此时人外侧的空气流动速度慢,根据流体压强与流速的关系可知:人外侧空气流速慢压强大,而内侧流速快压强小,会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,易出现危险。
故答案为:省力;越小。
18.【答案】液体密度。
【解析】解:鸡蛋放入水中时沉底受到的浮力小于其重力;鸡蛋在浓盐水中时悬浮,鸡蛋受到的浮力等于其重力;由于鸡蛋相同,所以重力相等,则鸡蛋在浓盐水中时受到的浮力大于鸡蛋在水中时受到的浮力;由于处于浸没状态,则排开水的体积不变,而浓盐水的密度大于水的密度,由此现象可知物体所受浮力大小与液体密度有关。
故答案为:液体密度。
19.【答案】不变。
【解析】解:当杠杆在A位置平衡时,根据平衡条件有FOA=GOG;
当杠杆到达B位置时,力臂如图所示:
由图知,阻力臂、动力臂都减小了,根据杠杆的平衡条件可知:G×LG=FB×LF;阻力臂与动力之比等于杠杆上作用点到支点的长度之比,
根据图中相似三角形的性质可知=,阻力臂与动力之比仍等于杠杆上作用点到支点的长度之比;说明力臂比不比,而阻力不变,则动力也不变。
故答案为:不变。
20.【答案】力;40%
【解析】解:盘山公路相当于斜面,斜面虽然增加了物体运动的距离,但可以省力;
牵引力做的总功:W总=Fs=2.5×104N×200m=5×106J;
牵引力做的有用功:W有用=Gh=1×105N×20m=2×106J,
盘山公路的机械效率:η==×100%=40%。
故答案为:力;40%。
三.作图题(共2小题,满分4分,每小题2分)
21.【答案】见解答
【解析】解:过物体的重心作竖直向下的力,即重力G;因为物体向下运动,所以摩擦力的方向沿斜面向上,即过重心作用沿斜面向上的力,即摩擦力f,如图所示:
22.【答案】见试题解答内容
【解析】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,由图知动力的方向应该向上,过A点垂直于OA画出最小动力F1的示意图;
过O点作阻力F2的作用线的垂线段,垂线段的长即为阻力臂L2,如下图所示:
四.实验探究题(共3小题,满分22分)
23.【答案】(1)压力大小;(2)1;压力大小;(3)①2.4;②接触面粗糙程度;③无关。
【解析】解:(1)比较图中甲、乙两次实验,可知乙中压力大,乙图中的海绵下陷深度更加明显,说明压力的作用效果更加明显,可得压力的作用效果与压力大小有关。
(2)用甲、丙两图探究压力作用效果与受力面积的关系时,应在丙图木块上放一个与甲图中相同的砝码,保证压力大小一样。
根据图像可知,丙图中的海绵下陷深度更加明显,说明压力的作用效果更加明显,可得压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果更加明显。
(3)①图丁中测力计分度值为0.2N,根据图像可知,弹簧测力计的示数为2.4N。
②取下木块上的砝码,木块对水平面的压力变小,重复①的操作,则木块受到的滑动摩擦力变小了说明压力越大,滑动摩擦力越大,这里接触面的粗糙程度一样的。
③用弹簧测力计分别以不同的速度匀速拉动木块,使它沿水平木板滑动,弹簧测力计的示数几乎不变,根据木块做匀速直线运动,滑动摩擦力的大小即为弹簧测力计的示数,说明滑动摩擦力的大小几乎不变,说明滑动摩擦力的大小与速度无关。
故答案为:(1)压力大小;(2)1;压力大小;(3)①2.4;②接触面粗糙程度;③无关。
24.【答案】(1)速度;(2)小;慢;(3)做匀速直线运动。
【解析】解:
(1)实验时,每次都让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下,是为了使小车滑到斜面底端时的速度相同;
(2)在所给三种表面中,木板表面最光滑,小车运动时受到的阻力最小,速度减小的最慢,所以小车在木板表面上运动的距离最远;
(3)由上述实验推理可知:如果运动的物体不受外力的作用,物体将会一直运动下去,做匀速直线运动。
故答案为:(1)速度;(2)小;慢;(3)做匀速直线运动。
25.【答案】(1)6.75;1.5;(2)B;(3)2.7×103。
【解析】解:(1)由表中实验数据可知,物体没有浸入水中时,弹簧测力计示数是6.75N,因此物体重力G=6.75N。
第4次实验时,物体受到的浮力F浮=G﹣F4=6.75N﹣5.25N=1.5N。
(2)由表格中数据知,测力计的示数随深度的增加先变小,后不变,B符合题意;
(3)5、6、7次数据,测力计的示数相同,说明物体完全浸没,
此时的浮力大小:
F浮=G﹣F=6.75N﹣4.25N=2.5N;
由F浮=ρ液gV排得,
V=V排===2.5×10﹣4m3;
则圆柱体金属块的密度:
ρ====2.7×103kg/m3。
故答案为:(1)6.75;1.5;(2)B;(3)2.7×103。
五.计算题(共3小题,满分22分)
26.【答案】(1)航母达到最大吃水深度时,底部所受海水压强为1.3×105Pa;
(2)航母满载时受到的浮力为8×108N;
(3)航母满载时以最大航速匀速前进过程中,航母发动机的功率为1.2×109W。
【解析】解:(1)航母达到最大吃水深度13m时,航母底部所受海水压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×13m=1.3×105Pa;
(2)已知航母满载时排水量约为:m排=8×104t=8×107kg,
根据阿基米德原理可得,航母满载时受到的浮力:F浮=G排=m排g=8×107kg×10N/kg=8×108N;
(3)航母航行时,漂浮在海面上,根据物体的漂浮条件可知航母满载时的总重力:G=F浮=8×108N,
航母满载时以最大航速v=15m/s匀速前进时,航母发动机提供的牵引力与航母受到的阻力平衡,大小相等,即航母发动机提供的牵引力:F=f=0.1G=0.1×8×108N=8×107N,
航母发动机的功率:P===Fv=8×107N×15m/s=1.2×109W。
答:(1)航母达到最大吃水深度时,底部所受海水压强为1.3×105Pa;
(2)航母满载时受到的浮力为8×108N;
(3)航母满载时以最大航速匀速前进过程中,航母发动机的功率为1.2×109W。
27.【答案】(1)小明拉绳时做的有用功为0.4J;
(2)滑轮组的机械效率为77%;
(3)动滑轮的重为1.2N。
【解析】解:(1)由图可知,n=3,绳的自由端上升的距离s=20cm=0.2m,则钩码上升的高度为:
h===m;
小明拉绳时做的有用功为:
W有=Gh=3mgh=3×0.2kg×10N/kg×m=0.4J;
(2)在提升过程中,他观察到弹簧秤的示数如图乙所示,弹簧秤的分度值0.2N,其示数为2.6N,即F=2.6N,则小明拉绳时做的总功为:
W总=Fs=2.6N×0.2m=0.52J,
故滑轮组的机械效率为:
η==×100%≈77%;
(3)当弹簧秤静止不动时其示数如图丙所示,弹簧秤的分度值0.2N,其示数为2.4N,即F'=2.4N,
此时动滑轮和三个钩码的重力由三段绳子承担,由力的平衡关系可知,
3F'=3mgh+G动,即3×2.4N=3×0.2kg×10N/kg+G动,
解得:G动=1.2N。
答:(1)小明拉绳时做的有用功为0.4J;
(2)滑轮组的机械效率为77%;
(3)动滑轮的重为1.2N。
28.【答案】(1)曲线②哪条是浮力F1随h变化的图像;
(2)构件所受的最大浮力8×104N;
(3)构件的密度2.5×103kg/m3。
【解析】解:(1)由图可知,构件在浸入水中的过程是排开的水的体积变大,由F浮=ρ液gV排可知浮力逐渐变大;
当构件浸没后排开水的体积不变,所以浮力不变,因此浮力F1随h变化的图线是图乙中的②,钢绳拉力F2随h变化的图线是图乙中的①;
(2)从乙图中可以看出,当构件完全浸没时下表面到水面的距离为2m,则构件边长为2m,构件的体积
V=(2m)3=8m3,
当构件完全浸没时受到的浮力最大,构件所受的最大浮力
;
(3)由图乙可知,构件完全浸没时,拉力,此时构件受到的浮力、重力以及拉力,所以构件的重力
,
构件的质量
,
构件的密度
。
答:(1)曲线②哪条是浮力F1随h变化的图像;
(2)构件所受的最大浮力8×104N;
(3)构件的密度2.5×103kg/m3。
次数
1
2
3
4
5
6
7
h(cm)
0
2
4
6
8
10
12
F(N)
6.75
6.25
5.75
5.25
4.25
4.25
4.25
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