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辽宁省朝阳市双塔区朝阳市第一中学2024-2025学年九年级上学期开学考试物理试题(解析版)
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这是一份辽宁省朝阳市双塔区朝阳市第一中学2024-2025学年九年级上学期开学考试物理试题(解析版),共21页。试卷主要包含了选择题,填空,作图,实验探究题,综合应用题等内容,欢迎下载使用。
一、选择题(1-7题单选,每题2分,8-10题多选,每题2分,漏选得1分,共20分)
1. 2019年6月6日中国女排在开局落后的情况下,上演了大逆转,击败意大利队获得世界女排联赛香港站冠军.如图所示是两队比赛时的情景,下列说法正确的是( )
A. 发球后,球在运动过程中,手对排球做了功
B. 传球中,球运动到最高点时,球的动能一定全部转化为重力势能
C. 扣球时,球落地的速度、运动轨迹跟力的大小、方向、作用点都有关
D. 拦网时,球被弹回,说明了在力的作用下,球的惯性变小了
【答案】C
【解析】
【详解】A.做功必须有力作用在物体上,且该物体沿力的方向移动了距离;发球后,球在运动的过程中,手对球没有力的作用,因此手没有对排球做功;故A错误;
B.传球过程中,球运动到最高点时,竖直方向上的速度为零,在水平方向上仍有速度,此时球仍有动能,球的动能没有全部转化为重力势能;故B错误;
C.力的大小、方向、作用点都会影响力的作用效果,所以,扣球时,球落地的速度、运动轨迹跟力的大小、方向、作用点都有关,故C正确;
D.惯性是物体自身的性质,只与物体的质量有关;球被弹回时,其质量不变,所以球的惯性不变;故D错误.
2. 如图所示,用相同的滑轮安装成甲。乙两种装置,分别将A、B两物体匀速向上提升,若所用拉力大小相等,绳端在相同时间内移动了相同的距离。不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A. 两物体上升的速度相同
B. 两种装置的机械效率相等
C. 两次提升物体所做的有用功相等
D. 两种装置中拉力做功的功率相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,甲是定滑轮,乙是动滑轮,绳端在相同时间内移动了相同的距离,由v=可知绳端移动的速度相同,A物体上升的速度等于绳端移动的速度,B物体上升的速度是绳端移动的速度的一半,故A错误;
BCD.所用拉力大小相等,绳端在相同时间内移动了相同的距离,由W总=Fs可知总功相等,不计绳重和摩擦,甲图中物体的重力
GA=F
乙图中物体的重力
GB=2F-G动
A物体上升的高度
hA=s
B物体上升的高度
hB=s
A图中有用功
W有甲=GAhA=Fs
乙图中有用功
W有乙=GBhB=(2F-G动)s=Fs-G动s
W有甲>W有乙
甲图中机械效率
η甲=
乙图中机械效率
η乙=
η甲>η乙
由P=可知两种装置中拉力做功的功率相等,故D正确,BC错误。
故选D。
3. 如图所示,底面积相同的甲、乙两容器中装有质量和深度均相同的不同液体,则甲、乙两容器中液体的密度ρ甲和ρ乙的关系以及液体对容器底部的压力F甲和F乙的关系,正确的是( )
A. ρ甲=ρ乙,F甲<F乙B. ρ甲>ρ乙,F甲=F乙
C. ρ甲<ρ乙,F甲>F乙D. ρ甲>ρ乙,F甲>F乙
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知,两液体的质量、深度、容器的底面积相等,由图可知,甲容器内液体的体积小于乙容器内液体的体积,由ρ=m/V可知,甲液体的密度大于乙液体的密度,即ρ甲>ρ乙,故AC错误;
由F=pS=ρghS可知,甲液体对容器底部的压力大于乙,即F甲>F乙,故B错误、D正确.
4. 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. 一辆高速行驶的汽车从路上的树叶旁驶过时,树叶将飞离汽车
C. 修盘山公路,利用了高度一定时斜面越长越省力的道理
D. 静止在水平地面上的汽车,其对面的压力与地面对它的支持力是一对平衡力
【答案】C
【解析】
【详解】A.自行车坐垫呈马鞍型,由 知道,是为了在压力一定的情况下,增大受力面积,以此来减小压强,故A错误;
B.汽车驶过的地方空气流动速度大,压强小,其它地方的空气流速小压强大,树叶受到的压强差不同,压力差不同,树叶被压向汽车行驶的地方,故B错误;
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正确;
D.静止在水平地面上的汽车,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C。
5. 如图,均匀硬棒悬于O点成竖直状态。在下端施加一个水平向左的拉力让棒匀速转过θ角。在棒转动的过程中( )
A. 动力逐渐变小B. 阻力逐渐变小
C. 动力臂逐渐变大D. 阻力臂逐渐变大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】阻力为硬棒的重力,大小不变,硬棒在竖直位置时,重力的力臂为0,转过θ角后,重力力臂(阻力臂)逐渐增大,当硬棒在竖直位置时,F的力臂是杠杆的长度,且力臂最长,当杠杆转过θ后,力与杠杆不再垂直,所以动力臂变小,根据杠杆平衡的条件可得,阻力与阻力臂的乘积增大,而动力臂减小,所以动力逐渐增大,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
6. 小明假期要外出一段时间,她担心家里盆景中水会因蒸发而干掉,于是用了一个塑料瓶装满水倒放在盆景中,瓶口刚刚被水浸没,如图所示,这样就能使盆景中的水位如图保持一定的高度.下列说法正确的是( ).
A. 瓶内水上方的气压等于外界大气压
B. 瓶内水上方气压大于外界大气压
C. 随着盆景中的水不断蒸发,瓶内的水产生的压强会不断减小
D. 瓶口处的压强总是大于外界大气压
【答案】C
【解析】
【详解】当把装满水的瓶放入盆景的水中时,由于大气压作用在盆景中的水面上,所以水不会从瓶中流出来,此时外界大气压等于瓶内气压加上瓶内水产生的压强,所以瓶内水上方的气压小于外界大气压;当盆景中的水由于蒸发和盆景的吸收,水面下降瓶口露出水面时,瓶中的水就要向外流,瓶内的水产生的压强会不断减小;一旦瓶口再次被水淹没,瓶中的水又停止外流,这样盆景中的水就可以保持一定高度,瓶口处的压强总是等于外界大气压。
故选C。
7. 如图所示,斜面长5m,高1m,木块重100N,小明用F=32N的力将物体从底端沿斜面匀速拉到顶端,则( )
A. 小明做的有用功为32JB. 小明做的总功为160J
C. 斜面的机械效率为20%D. 木块受到的摩擦力为32N
【答案】B
【解析】
【详解】A.小明做的有用功为
W有=Gh=100N×1m=100J
故A错误;
B.小明做的总功(即拉力对物体做的功)为
W总=Fs=32N×5m=160J
故B正确;
C.斜面的机械效率为
故C错误;
D.因为
W总=W有+W额
所以额外功
W额=W总-W有=160J-100J=60J
由W额=fs得摩擦力
故D错误。
故选B。
8. 如图所示的托里拆利实验,原来玻璃管竖直,后来让玻璃管倾斜,水银充满全管,有关尺寸如图所示。下列说法中正确的是( )
A. 玻璃管竖直时,上端无水银的部分肯定是真空的
B. 外界大气压强等于高水银柱产生的压强
C. 玻璃管倾斜后,水银对玻璃管上端有压强
D. 玻璃管倾斜后,若不慎将上端碰出一小孔,则水银会向上喷
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.玻璃管倾斜后能够充满全管,说明上端无水银的部分肯定是真空,若不是真空,管内水银不会充满全管,故A正确;
B.该实验中,大气压等于管内外水银面高度差产生的压强,故外界大气压强等于76cm高水银柱产生的压强,故B正确;
C.水银充满全管,水银对玻璃管上端有压强。大气压不变,倾斜后管内水银的压强变小,则玻璃管向下的压强与水银柱的压强之和等于大气压,所以会有向上压强,故C正确;
D.上端碰出一小孔,试管上端也存在大气压强,管内水银在重力作用下会下降,而不会向上喷,故D错误。
故选ABC。
9. 运动员跳远运动的几个阶段如图所示(不计空气阻力),则下列说法正确的是( )
A. 运动员助跑阶段机械能变大
B. 从起跳到落地的过程中机械能不变
C. 最高点时若所有力都消失,运动员将保持静止状态
D. 起跳到落地的过程中,运动员一直受非平衡力的作用
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.助跑阶段,运动员的质量不变,速度逐渐增大,因此动能增大;运动员的高度不变,因此重力势能不变;机械能等于动能和势能的总和,动能增大,重力势能不变,因此机械能增大,故A正确;
B.从起跳到落地的过程中,若不计空气阻力,机械能不变;故B正确;
C.运动员到最高点时有一定的速度,如果所有力都消失,根据牛顿第一定律,将保持匀速直线运动状态,故C错误;
D.起跳到落地的过程中,运动员由于惯性会继续保持运动状态,在空中其受到重力的作用,属于非平衡力,故D正确。
故选ABD。
10. 如图所示,三个完全相同的容器内装有适量的水后,将体积相等的物块A和实心小球B分别放入乙、丙容器中,静止时物块A在乙容器中漂浮,实心小球B在丙容器中悬浮,此时甲、乙、丙三个容器内水面相平。下列说法正确的是( )
A. 三个容器对水平桌面的压强相等
B. 物块A的质量等于实心小球B的质量
C. 向乙容器中加入盐水(ρ盐水>ρ水),物块A静止后所受浮力变大
D. 向丙容器中加入酒精(ρ酒精<ρ水),实心小球B静止时所受浮力变小
【答案】AD
【解析】
【详解】A.乙容器中物块漂浮,即浮力等于自身重力,由阿基米德原理可知,此时的浮力等于排开水的重力,即表明乙容器中木块的重力等于排开水重力,即可以理解为,乙容器中物块的重力补充了它排开的那些水的重力,能看出甲乙两个容器内物质的重力相等;同理可知,甲丙两个容器内物质的重力相等,由于容器相同,所以三个容器对桌面的压力相等,由于容器的底面积相同,由可得,三个容器对水平桌面的压强相等,故A正确;
B.乙容器中物块漂浮,则
ρ物<ρ水
丙容器中小球悬浮,则
ρ球=ρ水
所以
ρ物<ρ球
因为体积相同,由可知物块A的质量小于实心小球B的质量,故B错误;
C.物块漂浮在乙容器中,向乙容器中加入盐水,液体密度增大,物块仍然漂浮在液面上,那么物块受到的浮力等于物块的重力,物块的重力不变,则物块受到的浮力不变,故C错误;
D.小球悬浮在丙容器中,则ρ球=ρ水,如果向丙容器中加入酒精,则液体密度减小,排开液体的体积不变,根据可知,小球受到的浮力将减小,故D正确。
故选AD。
二、填空(每空1分,共21分)
11. 水平桌面上放着甲乙两个物体,它们的质量之比为4:3,与桌面的接触面积之比为2:3。则它们对桌面的压力之比F甲:F乙=______,对桌面的压强之比p甲:p乙=______。
【答案】 ①. 4:3 ②. 2:1
【解析】
【分析】
【详解】[1]因为两物体在水平桌面上,所以压力等于重力,即
F甲:F乙=G甲:G乙=m甲:m乙=4:3
[2]因为
S甲:S乙=2:3
所以
12. 飞机升空的过程中,飞机外部大气压随高度的增加而______(选填“增大”、“减小”或“不变”);飞机机翼横截面的大致形状如上所示,这是利用气体流速越大的位置,压强______(选填“越大”、“越小”或“不变”)的原理产生升力。
【答案】 ①. 减小 ②. 越小
【解析】
【分析】
【详解】[1]大气压随高度的增加而变小,故飞机升空的过程中,飞机外部大气压随高度的增加而减小。
[2]飞机机翼横截面的上面凸起,下方平直,这是利用气体流速越大的位置(上方),压强越小(气体流过下方的速度较小,压强较大),从而形成一个向上的升力。
13. 如图,茶壶的壶身和壶嘴构成了一个_______,当壶中水深 12cm 时,A 点受到水的压强是______Pa;若壶中装满水,用手指将壶盖上的小孔堵住,则壶中的水_______(选填“能”或“不能”)倒出来。(g=10N/kg)
【答案】 ①. 连通器 ②. 1200 ③. 不能
【解析】
【详解】[1]茶壶的壶嘴和壶身构成了一个连通器,当里面的水不流动时,壶嘴和壶身内的水面保持相平。
[2]A点受到水的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa
[3]若壶中装满水,用手指将壶盖上的小孔堵住,由于外部的大气压大于壶内压强,壶中的水不能倒出。
14. 小明在水平地面上沿水平方向推木箱,但没推动,此时木箱所受推力________摩擦力;擦黑板时要用力按黑板擦是通过________的方式增大摩擦力。
【答案】 ①. 等于 ②. 增大压力
【解析】
【详解】[1]小明在水平地面上沿水平方向推木箱,但没推动,木箱处于静止状态,水平方向上受到的推力、摩擦力是一对平衡力,大小相等。
[2]擦黑板时要用力按黑板擦,这是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力的方法增大摩擦力。
15. 端午节是我国的传统节日,很多地方会举办龙舟赛来庆祝端午节(如图所示)。划龙舟时所用的桨是______(填“省力”或“费力”)杠杆,龙舟到达终点后,虽然运动员停止划水,但是龙舟由于______,仍会继续向前运动。
【答案】 ①. 费力 ②. 惯性
【解析】
【详解】[1]使用桨时,阻力臂大于动力臂,是一个费力杠杆。
[2]由于龙舟本身具有惯性,达到终点后,龙舟会继续向前运动。
16. 如图所示,小丽用滑轮组拉动重为600N的物体A,以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动10s,所施加的拉力F=100N(忽略绳重和滑轮重)。若该滑轮组的机械效率为75%,则绳端移动的距离为______m,滑轮组做的有用功为______J,地面对物体A的摩擦力为______N。
【答案】 ①. 2 ②. 150 ③. 150
【解析】
【详解】[1]由图可知,滑轮组中n=2,物体移动的距离为
则绳端移动的距离为
[2]拉力做的总功为
滑轮组克服物体与地面之间的摩擦力做的功,即有用功为
[3]故由可得,地面对物体A的摩擦力为
17. 将一块质量为60g、体积为100的物块浸没在水中后放手,物块最终处于_______(填“沉底”、“悬浮”或“漂浮”)状态,此时物块浸入水中的体积是_______,物块受到的浮力为________N,(g取10N/kg,)
【答案】 ①. 漂浮 ②. 60 ③. 0.6
【解析】
【详解】[1]物块的密度
ρ===0.6×103kg/m3
物块密度小于水的密度,物块浸没在水中后放手,物块最终漂浮在水面上。
[2][3]物块放入水中静止时漂浮,此时受到的浮力
F浮=GA=mg=0.06kg×10N/kg=0.6N
物块浸入水中的体积与排开水的体积相等,即
V浸=V排== =6×10-5m3=60cm3
18. 小明是我校秋季运动会上彩旗仪仗队的旗手。如图所示,他竖直举旗前进时,风对彩旗的水平阻力是 20N,其作用点可以看成在 A 点。已知 A、B 间的距离是 1.6m,B、C 间的距离为 40cm, 为了使手对旗杆施加的力最小,小明应该以旗杆儿上的_________点为支点,此时的动力为_________N。
【答案】 ①. B ②. 80
【解析】
【详解】[1]以B点为支点时,阻力臂为AB,动力臂为BC,以C点为支点时,阻力臂为AC,动力臂为BC,两种情况动力臂相同,但阻力臂以B点为支点时更小,根据杠杆平衡条件,此时要使动力最小,应使阻力臂最小,故应选B点为支点。
[2]此时阻力为20N,阻力臂AB=1.6m,动力臂BC=0.4m,根据杠杆平衡条件可得
代入数据得
解得。
19. 如图甲,物体受到水平向右的推力F。F与时间t 的关系如图乙。物体在水平桌面上运动的速度与时间t的关系如图丙。由图象可知,物体在地面上滑动时,受到的摩擦力为______N;4s~6s 内,推力F对物体做功的功率为______W。
【答案】 ①. 10 ②. 40
【解析】
【分析】
【详解】[1]如图乙,4s~6s 内,物体做匀速直线运动,此时推力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等;由图丙知,此时推力为10N,所以,物体在地面上滑动时,受到的摩擦力为10N。
[2] 4s~6s 内,推力F对物体做功的功率为
三、作图(4分)
20. 如图,O是轻质杠杆的支点,杠杆在图中所示位置静止,请画出阻力F2和所要施加的最小动力F1的示意图。
【答案】
【解析】
【分析】
【详解】本题中,阻力F2来自物体的重力,作用点在杠杆上,方向竖直向下。因阻力和阻力臂一定,根据杠杆的平衡条件,当动力臂最大时,动力最小,故连接支点与A,为使OA为动力臂,过A点作OA的垂线,因动力为促使杠杆转动的力,故最小动力F1的方向斜向上,如下图所示:
21. 如图所示一个鸡蛋在水中下沉,请作出鸡蛋所受力的示意图。(不考虑鸡蛋与水之间的摩擦)
【答案】
【解析】
【详解】鸡蛋受到重力和浮力作用,作用点都在物体重心,重力从重心竖直向下画,标出符号G,浮力从重心竖直向上画,标出符号F,注意鸡蛋下沉,重力大于浮力,重力线段的长度大。如图所示
四、实验探究题(共25分)
22. 在探究”影响液体内部压强大小的因素”的实验中.
(1)实验中液体压强的大小变化是通过比较U形管两侧液面_____的变化,将探头放进盛水的容器中,探头的橡皮膜受到水的压强会_____(内凹/外凸);
(2)通过比较C、D两个图,可得到结论:同一种液体的压强随_____的增加而增大;
(3)通过比较_____两个图,可得到结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大;
(4)通过比较A、B、C三个图,可得到结论:_____.
【答案】 ①. 高度差 ②. 内凹 ③. 深度 ④. DE ⑤. 同一深度,相同液体向各个方向的压强相等
【解析】
【详解】(1)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的.液面高度差越大,液体的压强越大;这种方法叫做转换法;
将探头放进盛水的容器中,橡皮膜受到水的压强大于橡皮膜内部的压强,橡皮膜会向内凹;
(2)C、D两个图为同种液体,橡皮膜的方向相同,深度不同,深度越大,U型管两侧液面的高度差越大,压强越大,可得出结论:同一液体,液体内部压强随深度的增加而增大;
(3)D、E两个图中液体的深度相同,橡皮膜的方向相同,液体的密度不同,水的密度大于煤油的密度,水中U型管两侧液面的高度差大,压强大,故可得到结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大.
(4)A、B、C三个图中液体的深度相同,液体的密度相同,橡皮膜的方向不同,U型管两侧液面的高度差相同,压强相等,可得出结论:同一深度,相同液体向各个方向的压强相等.
23. 如图所示为测量滑轮组机械效率的实验装置,钩码总重6N。
(1)实验时要竖直向上_____拉动弹簧测力计,由图中可知拉力大小为___________N,该轮滑组的机械效率为___________;
(2)取下2个钩码,重做此实验,此时滑轮组的机械效率将______(选填 “增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 ①. 匀速 ②. 2.4 ③. 83.3% ④. 减小
【解析】
分析】
【详解】(1)[1]实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,让弹簧测力计的示数稳定,便于读数。
[2]图中弹簧测力计每一大格代表1N,每一小格代表0.2N,即分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为2.4N,则拉力为2.4N。
[3]由图可知承担物重的绳子股数n=3,则拉力移动的距离和钩码上升的高度之间的关系为s=3h,滑轮组的机械效率为
(2)[4]取下2个钩码后,则提升相同高度的情况下所做的有用功减小,而额外功不变,所以有用功占总功的比例减小,则滑轮组的机械效率将减小。
24. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中。(g取)
(1)实验前应先调节杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是________;若出现如图甲所示情况,应将杠杆的平衡螺母向________(填“左”或“右”)调节。
(2)实验中,小亮多次调节左端钩码的位置,并移动右侧钩码的位置,如图乙所示,使杠杆保持水平平衡,记录多组数据,这样做了,小亮认为实验结论就具有普遍性了,他这样的操作,________(填“完全”或“不完全”)符合实验要求。
(3)如图丙所示,已知每个钩码的质量均为,用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,始终保持杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计在a位置竖直向下拉时,测力计示数为________;弹簧测力计由图中a位置移至b位置时,其示数将________(填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】(1) ①. 便于测量力臂 ②. 右
(2)不完全 (3) ①. 0.4 ②. 变大
【解析】
【小问1详解】
[1]因钩码的重力是竖直向下的,对杠杆的拉力也是竖直向下的,实验前调节杠杆在水平位置平衡,此时力臂刚好与杠杆重合,便于测量力臂。
[2]由甲图可知,杠杆左边低,右边高,说明左边重,应将杠杆的平衡螺母向右调。
【小问2详解】
小亮多次测量只是改变了钩码的位置,即改变了力臂的大小,但没有改变力的大小,因此实验结论并不具有普遍性,他这样的操作,不完全符合实验要求。
【小问3详解】
[1]由图丙可知,杠杆在A点受到阻力的大小为
设杠杆上相邻两刻度间的距离为l,则阻力臂l1为2l。当弹簧测力计在a位置竖直向下拉时,动力臂l2为5l,由杠杆平衡条件可得
解得,即弹簧测力计的示数为0.4N。
[2]弹簧测力计由图中a位置移至b位置时,动力臂变小,由杠杆平衡条件可知,当阻力与阻力臂不变时,动力臂变小,动力变大,所以弹簧测力计的示数将变大。
25. 在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小明同学设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动,然后与放在水平面上的纸盒相碰,铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。
(1)要探究动能大小与物体质量的关系,应保证铁球到达水平面的______相同,为了达到这一目的所采取的具体操作方法是使小球______;
(2)涉用甲、丙两次实验可以得出的结论是:物体质量相同时,______;
(3)三次实验中,碰撞前动能最小的是图______的小球,原因是______。
【答案】 ①. 速度 ②. 见详解 ③. 速度越大,物体动能越大 ④. 丙 ⑤. 纸盒被推动的距离最短
【解析】
【详解】(1)[1]要探究动能大小与物体质量的关系,就要运用控制变量法,控制速度相同,让物体的质量不同。
[2]为了保证铁球到达水平面的速度相同,使小球从同一斜面上同一高度由静止开始向下自由运动。
(2)[3]由图中甲、丙两次实验可以看出,小球质量相同,从斜面不同高度滚下,所以得到结论,物体质量相同时,速度越大,物体动能越大。
(3)[4][5]实验中运用转换法,把小球的动能大小转换成纸盒被撞的距离,由图中可以得到,丙图的纸盒被撞的距离最短,所以丙图中小球动能最小。
26. 小平用一个长方体木块、弹簧测力计、两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______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,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______。
(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;
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,接触面粗糙程度一定,压力越大,滑动摩擦力越______;
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______。
【答案】 ①. 压力 ②. 一 ③. 压力(大小) ④. 明显 ⑤. 大 ⑥. 无关
【解析】
【详解】(1)[1]根据甲、乙两图,木块与海绵受力面积相同,砝码数量不同,即压力不同,乙中海绵下陷更深,可知压力的作用效果与压力大小有关。
(2)[2]用甲、丙两图探究压力作用效果与受力面积的关系,应使压力相同,丙图中应和甲图一样放一个砝码。
[3][4]根据甲丙图压力相同,但受力面积不同,丙中海绵下陷更深,可得结论,压力一定,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)②[5]弹簧秤示数为2.4N,取砝码后,压力减小,示数为1.8N,说明接触面粗糙程度一定,压力越大,滑动摩擦力越大。
③[6]改变拉木块速度,压力和接触面粗糙程度相同,发现弹簧测力计示数几乎不变,根据控制变量法,说明滑动摩擦力大小与速度大小无关。
五、综合应用题(共20分)
27. 一辆装满货物的汽车总重为50000N,发动机的功率为70000W,该汽车在平直公路上匀速行驶了10min,已知汽车所受阻力是车总重的0.1倍。求:
(1)汽车的牵引力是多大?
(2)汽车的行驶速度是多少?
(3)这段时间内汽车的牵引力做了多少功?
【答案】(1);(2)14m/s;(3)
【解析】
【详解】解:(1)由题意可知,汽车所受阻力是车总重的0.1倍,装满货物的汽车总重为50000N,则阻力大小为
阻力大小为;由于该汽车在平直公路上匀速行驶,汽车的牵引力大小等于阻力大小,则汽车的牵引力为。
(2)由(1)解析可知,汽车的牵引力为,发动机的功率,根据公式,可知汽车的行驶速度
汽车的行驶速度是14m/s。
(3)由(2)解析可知,汽车的行驶速度是14m/s,匀速行驶的时间
汽车行驶的路程
汽车行驶的路程为,汽车的牵引力为,这段时间内汽车的牵引力做的功为
牵引力做的功为。
答:(1)汽车的牵引力是;
(2)汽车行驶速度是14m/s;
(3)这段时间内汽车的牵引力做的功为。
28. 小明家装修房屋,一箱质量为的建筑材料放在水平地面上,它与水平地面的接触面积是。装修工人用的拉力通过如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升,用时。()求:
(1)建筑材料放在水平地面上时对地面的压强;
(2)拉力的功率;
(3)滑轮组的机械效率。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】解:(1)建筑材料的重力
建筑材料放在水平地面上时对地面的压强
(2)滑轮组的动滑轮绕2段绳,绳子自由端移动的距离
拉力做的总功
拉力功率
(3)有用功为
滑轮组的机械效率
答:(1)建筑材料放在水平地面上时对地面的压强是;
(2)拉力的功率是;
(3)滑轮组的机械效率是。
29. 在实践课上,某小组同学需要利用弹簧测力计测量物体的重力,发现弹簧测力计的量程太小无法测量,在无法更换测量工具的情况下,该小组开展了“增大弹簧测力计测量范围”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程,请帮助完成下列内容:
【项目分解】(1)设计方案(2)评估方案
【项目实施】
(1)设计方案
通过简单机械的学习,同学们经过讨论,利用省力机械完成了如下方案:
甲、乙两个方案利用相同的杠杆省力,根据的物理原理是:________;丙方案所用拉力F与物重的关系是:________(若不计绳重和轮与轴间摩擦,动滑轮重用表示)。
(2)评估方案
对比甲、乙两个方案,在重物悬挂点到支点的距离相同时,乙更省力,原因是:________,所以乙方案的测量范围更大;但甲方案中杆重力的力臂更小,对杠杆平衡的影响更小;乙方案利用现有器材,将物体向________(选填“左”或“右”)移动,可以省力更多;而丙方案利用现有器材,在轮与轴间滴加润滑油,虽然力变化不大,但可以使测量更准确。
【答案】(1) ①. 杠杆的平衡条件 ②.
(2) ①. 力臂大 ②. 左
【解析】
【小问1详解】
[1]由图知道,甲、乙两个方案利用相同的杠杆省力,根据的物理原理是:杠杆的平衡条件。
[2]丙方案应用的是滑轮组,由图知道,承担物重绳子的股数是n=3,所以,若不计绳重和轮与轴间摩擦,动滑轮重,则丙方案所用拉力F与物重的关系是
【小问2详解】
[1]由图知道,乙图中弹簧秤弹力的力臂更大,由杠杆的平衡条件知道,会更省力。
[2]由图知道,乙方案利用现有器材,将物体向左移动,则重力与力臂的乘积越小,则可以省力更多。
一、选择题(1-7题单选,每题2分,8-10题多选,每题2分,漏选得1分,共20分)
1. 2019年6月6日中国女排在开局落后的情况下,上演了大逆转,击败意大利队获得世界女排联赛香港站冠军.如图所示是两队比赛时的情景,下列说法正确的是( )
A. 发球后,球在运动过程中,手对排球做了功
B. 传球中,球运动到最高点时,球的动能一定全部转化为重力势能
C. 扣球时,球落地的速度、运动轨迹跟力的大小、方向、作用点都有关
D. 拦网时,球被弹回,说明了在力的作用下,球的惯性变小了
【答案】C
【解析】
【详解】A.做功必须有力作用在物体上,且该物体沿力的方向移动了距离;发球后,球在运动的过程中,手对球没有力的作用,因此手没有对排球做功;故A错误;
B.传球过程中,球运动到最高点时,竖直方向上的速度为零,在水平方向上仍有速度,此时球仍有动能,球的动能没有全部转化为重力势能;故B错误;
C.力的大小、方向、作用点都会影响力的作用效果,所以,扣球时,球落地的速度、运动轨迹跟力的大小、方向、作用点都有关,故C正确;
D.惯性是物体自身的性质,只与物体的质量有关;球被弹回时,其质量不变,所以球的惯性不变;故D错误.
2. 如图所示,用相同的滑轮安装成甲。乙两种装置,分别将A、B两物体匀速向上提升,若所用拉力大小相等,绳端在相同时间内移动了相同的距离。不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A. 两物体上升的速度相同
B. 两种装置的机械效率相等
C. 两次提升物体所做的有用功相等
D. 两种装置中拉力做功的功率相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,甲是定滑轮,乙是动滑轮,绳端在相同时间内移动了相同的距离,由v=可知绳端移动的速度相同,A物体上升的速度等于绳端移动的速度,B物体上升的速度是绳端移动的速度的一半,故A错误;
BCD.所用拉力大小相等,绳端在相同时间内移动了相同的距离,由W总=Fs可知总功相等,不计绳重和摩擦,甲图中物体的重力
GA=F
乙图中物体的重力
GB=2F-G动
A物体上升的高度
hA=s
B物体上升的高度
hB=s
A图中有用功
W有甲=GAhA=Fs
乙图中有用功
W有乙=GBhB=(2F-G动)s=Fs-G动s
W有甲>W有乙
甲图中机械效率
η甲=
乙图中机械效率
η乙=
η甲>η乙
由P=可知两种装置中拉力做功的功率相等,故D正确,BC错误。
故选D。
3. 如图所示,底面积相同的甲、乙两容器中装有质量和深度均相同的不同液体,则甲、乙两容器中液体的密度ρ甲和ρ乙的关系以及液体对容器底部的压力F甲和F乙的关系,正确的是( )
A. ρ甲=ρ乙,F甲<F乙B. ρ甲>ρ乙,F甲=F乙
C. ρ甲<ρ乙,F甲>F乙D. ρ甲>ρ乙,F甲>F乙
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知,两液体的质量、深度、容器的底面积相等,由图可知,甲容器内液体的体积小于乙容器内液体的体积,由ρ=m/V可知,甲液体的密度大于乙液体的密度,即ρ甲>ρ乙,故AC错误;
由F=pS=ρghS可知,甲液体对容器底部的压力大于乙,即F甲>F乙,故B错误、D正确.
4. 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. 一辆高速行驶的汽车从路上的树叶旁驶过时,树叶将飞离汽车
C. 修盘山公路,利用了高度一定时斜面越长越省力的道理
D. 静止在水平地面上的汽车,其对面的压力与地面对它的支持力是一对平衡力
【答案】C
【解析】
【详解】A.自行车坐垫呈马鞍型,由 知道,是为了在压力一定的情况下,增大受力面积,以此来减小压强,故A错误;
B.汽车驶过的地方空气流动速度大,压强小,其它地方的空气流速小压强大,树叶受到的压强差不同,压力差不同,树叶被压向汽车行驶的地方,故B错误;
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正确;
D.静止在水平地面上的汽车,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C。
5. 如图,均匀硬棒悬于O点成竖直状态。在下端施加一个水平向左的拉力让棒匀速转过θ角。在棒转动的过程中( )
A. 动力逐渐变小B. 阻力逐渐变小
C. 动力臂逐渐变大D. 阻力臂逐渐变大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】阻力为硬棒的重力,大小不变,硬棒在竖直位置时,重力的力臂为0,转过θ角后,重力力臂(阻力臂)逐渐增大,当硬棒在竖直位置时,F的力臂是杠杆的长度,且力臂最长,当杠杆转过θ后,力与杠杆不再垂直,所以动力臂变小,根据杠杆平衡的条件可得,阻力与阻力臂的乘积增大,而动力臂减小,所以动力逐渐增大,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
6. 小明假期要外出一段时间,她担心家里盆景中水会因蒸发而干掉,于是用了一个塑料瓶装满水倒放在盆景中,瓶口刚刚被水浸没,如图所示,这样就能使盆景中的水位如图保持一定的高度.下列说法正确的是( ).
A. 瓶内水上方的气压等于外界大气压
B. 瓶内水上方气压大于外界大气压
C. 随着盆景中的水不断蒸发,瓶内的水产生的压强会不断减小
D. 瓶口处的压强总是大于外界大气压
【答案】C
【解析】
【详解】当把装满水的瓶放入盆景的水中时,由于大气压作用在盆景中的水面上,所以水不会从瓶中流出来,此时外界大气压等于瓶内气压加上瓶内水产生的压强,所以瓶内水上方的气压小于外界大气压;当盆景中的水由于蒸发和盆景的吸收,水面下降瓶口露出水面时,瓶中的水就要向外流,瓶内的水产生的压强会不断减小;一旦瓶口再次被水淹没,瓶中的水又停止外流,这样盆景中的水就可以保持一定高度,瓶口处的压强总是等于外界大气压。
故选C。
7. 如图所示,斜面长5m,高1m,木块重100N,小明用F=32N的力将物体从底端沿斜面匀速拉到顶端,则( )
A. 小明做的有用功为32JB. 小明做的总功为160J
C. 斜面的机械效率为20%D. 木块受到的摩擦力为32N
【答案】B
【解析】
【详解】A.小明做的有用功为
W有=Gh=100N×1m=100J
故A错误;
B.小明做的总功(即拉力对物体做的功)为
W总=Fs=32N×5m=160J
故B正确;
C.斜面的机械效率为
故C错误;
D.因为
W总=W有+W额
所以额外功
W额=W总-W有=160J-100J=60J
由W额=fs得摩擦力
故D错误。
故选B。
8. 如图所示的托里拆利实验,原来玻璃管竖直,后来让玻璃管倾斜,水银充满全管,有关尺寸如图所示。下列说法中正确的是( )
A. 玻璃管竖直时,上端无水银的部分肯定是真空的
B. 外界大气压强等于高水银柱产生的压强
C. 玻璃管倾斜后,水银对玻璃管上端有压强
D. 玻璃管倾斜后,若不慎将上端碰出一小孔,则水银会向上喷
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.玻璃管倾斜后能够充满全管,说明上端无水银的部分肯定是真空,若不是真空,管内水银不会充满全管,故A正确;
B.该实验中,大气压等于管内外水银面高度差产生的压强,故外界大气压强等于76cm高水银柱产生的压强,故B正确;
C.水银充满全管,水银对玻璃管上端有压强。大气压不变,倾斜后管内水银的压强变小,则玻璃管向下的压强与水银柱的压强之和等于大气压,所以会有向上压强,故C正确;
D.上端碰出一小孔,试管上端也存在大气压强,管内水银在重力作用下会下降,而不会向上喷,故D错误。
故选ABC。
9. 运动员跳远运动的几个阶段如图所示(不计空气阻力),则下列说法正确的是( )
A. 运动员助跑阶段机械能变大
B. 从起跳到落地的过程中机械能不变
C. 最高点时若所有力都消失,运动员将保持静止状态
D. 起跳到落地的过程中,运动员一直受非平衡力的作用
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.助跑阶段,运动员的质量不变,速度逐渐增大,因此动能增大;运动员的高度不变,因此重力势能不变;机械能等于动能和势能的总和,动能增大,重力势能不变,因此机械能增大,故A正确;
B.从起跳到落地的过程中,若不计空气阻力,机械能不变;故B正确;
C.运动员到最高点时有一定的速度,如果所有力都消失,根据牛顿第一定律,将保持匀速直线运动状态,故C错误;
D.起跳到落地的过程中,运动员由于惯性会继续保持运动状态,在空中其受到重力的作用,属于非平衡力,故D正确。
故选ABD。
10. 如图所示,三个完全相同的容器内装有适量的水后,将体积相等的物块A和实心小球B分别放入乙、丙容器中,静止时物块A在乙容器中漂浮,实心小球B在丙容器中悬浮,此时甲、乙、丙三个容器内水面相平。下列说法正确的是( )
A. 三个容器对水平桌面的压强相等
B. 物块A的质量等于实心小球B的质量
C. 向乙容器中加入盐水(ρ盐水>ρ水),物块A静止后所受浮力变大
D. 向丙容器中加入酒精(ρ酒精<ρ水),实心小球B静止时所受浮力变小
【答案】AD
【解析】
【详解】A.乙容器中物块漂浮,即浮力等于自身重力,由阿基米德原理可知,此时的浮力等于排开水的重力,即表明乙容器中木块的重力等于排开水重力,即可以理解为,乙容器中物块的重力补充了它排开的那些水的重力,能看出甲乙两个容器内物质的重力相等;同理可知,甲丙两个容器内物质的重力相等,由于容器相同,所以三个容器对桌面的压力相等,由于容器的底面积相同,由可得,三个容器对水平桌面的压强相等,故A正确;
B.乙容器中物块漂浮,则
ρ物<ρ水
丙容器中小球悬浮,则
ρ球=ρ水
所以
ρ物<ρ球
因为体积相同,由可知物块A的质量小于实心小球B的质量,故B错误;
C.物块漂浮在乙容器中,向乙容器中加入盐水,液体密度增大,物块仍然漂浮在液面上,那么物块受到的浮力等于物块的重力,物块的重力不变,则物块受到的浮力不变,故C错误;
D.小球悬浮在丙容器中,则ρ球=ρ水,如果向丙容器中加入酒精,则液体密度减小,排开液体的体积不变,根据可知,小球受到的浮力将减小,故D正确。
故选AD。
二、填空(每空1分,共21分)
11. 水平桌面上放着甲乙两个物体,它们的质量之比为4:3,与桌面的接触面积之比为2:3。则它们对桌面的压力之比F甲:F乙=______,对桌面的压强之比p甲:p乙=______。
【答案】 ①. 4:3 ②. 2:1
【解析】
【分析】
【详解】[1]因为两物体在水平桌面上,所以压力等于重力,即
F甲:F乙=G甲:G乙=m甲:m乙=4:3
[2]因为
S甲:S乙=2:3
所以
12. 飞机升空的过程中,飞机外部大气压随高度的增加而______(选填“增大”、“减小”或“不变”);飞机机翼横截面的大致形状如上所示,这是利用气体流速越大的位置,压强______(选填“越大”、“越小”或“不变”)的原理产生升力。
【答案】 ①. 减小 ②. 越小
【解析】
【分析】
【详解】[1]大气压随高度的增加而变小,故飞机升空的过程中,飞机外部大气压随高度的增加而减小。
[2]飞机机翼横截面的上面凸起,下方平直,这是利用气体流速越大的位置(上方),压强越小(气体流过下方的速度较小,压强较大),从而形成一个向上的升力。
13. 如图,茶壶的壶身和壶嘴构成了一个_______,当壶中水深 12cm 时,A 点受到水的压强是______Pa;若壶中装满水,用手指将壶盖上的小孔堵住,则壶中的水_______(选填“能”或“不能”)倒出来。(g=10N/kg)
【答案】 ①. 连通器 ②. 1200 ③. 不能
【解析】
【详解】[1]茶壶的壶嘴和壶身构成了一个连通器,当里面的水不流动时,壶嘴和壶身内的水面保持相平。
[2]A点受到水的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa
[3]若壶中装满水,用手指将壶盖上的小孔堵住,由于外部的大气压大于壶内压强,壶中的水不能倒出。
14. 小明在水平地面上沿水平方向推木箱,但没推动,此时木箱所受推力________摩擦力;擦黑板时要用力按黑板擦是通过________的方式增大摩擦力。
【答案】 ①. 等于 ②. 增大压力
【解析】
【详解】[1]小明在水平地面上沿水平方向推木箱,但没推动,木箱处于静止状态,水平方向上受到的推力、摩擦力是一对平衡力,大小相等。
[2]擦黑板时要用力按黑板擦,这是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力的方法增大摩擦力。
15. 端午节是我国的传统节日,很多地方会举办龙舟赛来庆祝端午节(如图所示)。划龙舟时所用的桨是______(填“省力”或“费力”)杠杆,龙舟到达终点后,虽然运动员停止划水,但是龙舟由于______,仍会继续向前运动。
【答案】 ①. 费力 ②. 惯性
【解析】
【详解】[1]使用桨时,阻力臂大于动力臂,是一个费力杠杆。
[2]由于龙舟本身具有惯性,达到终点后,龙舟会继续向前运动。
16. 如图所示,小丽用滑轮组拉动重为600N的物体A,以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动10s,所施加的拉力F=100N(忽略绳重和滑轮重)。若该滑轮组的机械效率为75%,则绳端移动的距离为______m,滑轮组做的有用功为______J,地面对物体A的摩擦力为______N。
【答案】 ①. 2 ②. 150 ③. 150
【解析】
【详解】[1]由图可知,滑轮组中n=2,物体移动的距离为
则绳端移动的距离为
[2]拉力做的总功为
滑轮组克服物体与地面之间的摩擦力做的功,即有用功为
[3]故由可得,地面对物体A的摩擦力为
17. 将一块质量为60g、体积为100的物块浸没在水中后放手,物块最终处于_______(填“沉底”、“悬浮”或“漂浮”)状态,此时物块浸入水中的体积是_______,物块受到的浮力为________N,(g取10N/kg,)
【答案】 ①. 漂浮 ②. 60 ③. 0.6
【解析】
【详解】[1]物块的密度
ρ===0.6×103kg/m3
物块密度小于水的密度,物块浸没在水中后放手,物块最终漂浮在水面上。
[2][3]物块放入水中静止时漂浮,此时受到的浮力
F浮=GA=mg=0.06kg×10N/kg=0.6N
物块浸入水中的体积与排开水的体积相等,即
V浸=V排== =6×10-5m3=60cm3
18. 小明是我校秋季运动会上彩旗仪仗队的旗手。如图所示,他竖直举旗前进时,风对彩旗的水平阻力是 20N,其作用点可以看成在 A 点。已知 A、B 间的距离是 1.6m,B、C 间的距离为 40cm, 为了使手对旗杆施加的力最小,小明应该以旗杆儿上的_________点为支点,此时的动力为_________N。
【答案】 ①. B ②. 80
【解析】
【详解】[1]以B点为支点时,阻力臂为AB,动力臂为BC,以C点为支点时,阻力臂为AC,动力臂为BC,两种情况动力臂相同,但阻力臂以B点为支点时更小,根据杠杆平衡条件,此时要使动力最小,应使阻力臂最小,故应选B点为支点。
[2]此时阻力为20N,阻力臂AB=1.6m,动力臂BC=0.4m,根据杠杆平衡条件可得
代入数据得
解得。
19. 如图甲,物体受到水平向右的推力F。F与时间t 的关系如图乙。物体在水平桌面上运动的速度与时间t的关系如图丙。由图象可知,物体在地面上滑动时,受到的摩擦力为______N;4s~6s 内,推力F对物体做功的功率为______W。
【答案】 ①. 10 ②. 40
【解析】
【分析】
【详解】[1]如图乙,4s~6s 内,物体做匀速直线运动,此时推力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等;由图丙知,此时推力为10N,所以,物体在地面上滑动时,受到的摩擦力为10N。
[2] 4s~6s 内,推力F对物体做功的功率为
三、作图(4分)
20. 如图,O是轻质杠杆的支点,杠杆在图中所示位置静止,请画出阻力F2和所要施加的最小动力F1的示意图。
【答案】
【解析】
【分析】
【详解】本题中,阻力F2来自物体的重力,作用点在杠杆上,方向竖直向下。因阻力和阻力臂一定,根据杠杆的平衡条件,当动力臂最大时,动力最小,故连接支点与A,为使OA为动力臂,过A点作OA的垂线,因动力为促使杠杆转动的力,故最小动力F1的方向斜向上,如下图所示:
21. 如图所示一个鸡蛋在水中下沉,请作出鸡蛋所受力的示意图。(不考虑鸡蛋与水之间的摩擦)
【答案】
【解析】
【详解】鸡蛋受到重力和浮力作用,作用点都在物体重心,重力从重心竖直向下画,标出符号G,浮力从重心竖直向上画,标出符号F,注意鸡蛋下沉,重力大于浮力,重力线段的长度大。如图所示
四、实验探究题(共25分)
22. 在探究”影响液体内部压强大小的因素”的实验中.
(1)实验中液体压强的大小变化是通过比较U形管两侧液面_____的变化,将探头放进盛水的容器中,探头的橡皮膜受到水的压强会_____(内凹/外凸);
(2)通过比较C、D两个图,可得到结论:同一种液体的压强随_____的增加而增大;
(3)通过比较_____两个图,可得到结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大;
(4)通过比较A、B、C三个图,可得到结论:_____.
【答案】 ①. 高度差 ②. 内凹 ③. 深度 ④. DE ⑤. 同一深度,相同液体向各个方向的压强相等
【解析】
【详解】(1)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的.液面高度差越大,液体的压强越大;这种方法叫做转换法;
将探头放进盛水的容器中,橡皮膜受到水的压强大于橡皮膜内部的压强,橡皮膜会向内凹;
(2)C、D两个图为同种液体,橡皮膜的方向相同,深度不同,深度越大,U型管两侧液面的高度差越大,压强越大,可得出结论:同一液体,液体内部压强随深度的增加而增大;
(3)D、E两个图中液体的深度相同,橡皮膜的方向相同,液体的密度不同,水的密度大于煤油的密度,水中U型管两侧液面的高度差大,压强大,故可得到结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大.
(4)A、B、C三个图中液体的深度相同,液体的密度相同,橡皮膜的方向不同,U型管两侧液面的高度差相同,压强相等,可得出结论:同一深度,相同液体向各个方向的压强相等.
23. 如图所示为测量滑轮组机械效率的实验装置,钩码总重6N。
(1)实验时要竖直向上_____拉动弹簧测力计,由图中可知拉力大小为___________N,该轮滑组的机械效率为___________;
(2)取下2个钩码,重做此实验,此时滑轮组的机械效率将______(选填 “增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 ①. 匀速 ②. 2.4 ③. 83.3% ④. 减小
【解析】
分析】
【详解】(1)[1]实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,让弹簧测力计的示数稳定,便于读数。
[2]图中弹簧测力计每一大格代表1N,每一小格代表0.2N,即分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为2.4N,则拉力为2.4N。
[3]由图可知承担物重的绳子股数n=3,则拉力移动的距离和钩码上升的高度之间的关系为s=3h,滑轮组的机械效率为
(2)[4]取下2个钩码后,则提升相同高度的情况下所做的有用功减小,而额外功不变,所以有用功占总功的比例减小,则滑轮组的机械效率将减小。
24. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中。(g取)
(1)实验前应先调节杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是________;若出现如图甲所示情况,应将杠杆的平衡螺母向________(填“左”或“右”)调节。
(2)实验中,小亮多次调节左端钩码的位置,并移动右侧钩码的位置,如图乙所示,使杠杆保持水平平衡,记录多组数据,这样做了,小亮认为实验结论就具有普遍性了,他这样的操作,________(填“完全”或“不完全”)符合实验要求。
(3)如图丙所示,已知每个钩码的质量均为,用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,始终保持杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计在a位置竖直向下拉时,测力计示数为________;弹簧测力计由图中a位置移至b位置时,其示数将________(填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】(1) ①. 便于测量力臂 ②. 右
(2)不完全 (3) ①. 0.4 ②. 变大
【解析】
【小问1详解】
[1]因钩码的重力是竖直向下的,对杠杆的拉力也是竖直向下的,实验前调节杠杆在水平位置平衡,此时力臂刚好与杠杆重合,便于测量力臂。
[2]由甲图可知,杠杆左边低,右边高,说明左边重,应将杠杆的平衡螺母向右调。
【小问2详解】
小亮多次测量只是改变了钩码的位置,即改变了力臂的大小,但没有改变力的大小,因此实验结论并不具有普遍性,他这样的操作,不完全符合实验要求。
【小问3详解】
[1]由图丙可知,杠杆在A点受到阻力的大小为
设杠杆上相邻两刻度间的距离为l,则阻力臂l1为2l。当弹簧测力计在a位置竖直向下拉时,动力臂l2为5l,由杠杆平衡条件可得
解得,即弹簧测力计的示数为0.4N。
[2]弹簧测力计由图中a位置移至b位置时,动力臂变小,由杠杆平衡条件可知,当阻力与阻力臂不变时,动力臂变小,动力变大,所以弹簧测力计的示数将变大。
25. 在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小明同学设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动,然后与放在水平面上的纸盒相碰,铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。
(1)要探究动能大小与物体质量的关系,应保证铁球到达水平面的______相同,为了达到这一目的所采取的具体操作方法是使小球______;
(2)涉用甲、丙两次实验可以得出的结论是:物体质量相同时,______;
(3)三次实验中,碰撞前动能最小的是图______的小球,原因是______。
【答案】 ①. 速度 ②. 见详解 ③. 速度越大,物体动能越大 ④. 丙 ⑤. 纸盒被推动的距离最短
【解析】
【详解】(1)[1]要探究动能大小与物体质量的关系,就要运用控制变量法,控制速度相同,让物体的质量不同。
[2]为了保证铁球到达水平面的速度相同,使小球从同一斜面上同一高度由静止开始向下自由运动。
(2)[3]由图中甲、丙两次实验可以看出,小球质量相同,从斜面不同高度滚下,所以得到结论,物体质量相同时,速度越大,物体动能越大。
(3)[4][5]实验中运用转换法,把小球的动能大小转换成纸盒被撞的距离,由图中可以得到,丙图的纸盒被撞的距离最短,所以丙图中小球动能最小。
26. 小平用一个长方体木块、弹簧测力计、两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______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,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______。
(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;
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,接触面粗糙程度一定,压力越大,滑动摩擦力越______;
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______。
【答案】 ①. 压力 ②. 一 ③. 压力(大小) ④. 明显 ⑤. 大 ⑥. 无关
【解析】
【详解】(1)[1]根据甲、乙两图,木块与海绵受力面积相同,砝码数量不同,即压力不同,乙中海绵下陷更深,可知压力的作用效果与压力大小有关。
(2)[2]用甲、丙两图探究压力作用效果与受力面积的关系,应使压力相同,丙图中应和甲图一样放一个砝码。
[3][4]根据甲丙图压力相同,但受力面积不同,丙中海绵下陷更深,可得结论,压力一定,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)②[5]弹簧秤示数为2.4N,取砝码后,压力减小,示数为1.8N,说明接触面粗糙程度一定,压力越大,滑动摩擦力越大。
③[6]改变拉木块速度,压力和接触面粗糙程度相同,发现弹簧测力计示数几乎不变,根据控制变量法,说明滑动摩擦力大小与速度大小无关。
五、综合应用题(共20分)
27. 一辆装满货物的汽车总重为50000N,发动机的功率为70000W,该汽车在平直公路上匀速行驶了10min,已知汽车所受阻力是车总重的0.1倍。求:
(1)汽车的牵引力是多大?
(2)汽车的行驶速度是多少?
(3)这段时间内汽车的牵引力做了多少功?
【答案】(1);(2)14m/s;(3)
【解析】
【详解】解:(1)由题意可知,汽车所受阻力是车总重的0.1倍,装满货物的汽车总重为50000N,则阻力大小为
阻力大小为;由于该汽车在平直公路上匀速行驶,汽车的牵引力大小等于阻力大小,则汽车的牵引力为。
(2)由(1)解析可知,汽车的牵引力为,发动机的功率,根据公式,可知汽车的行驶速度
汽车的行驶速度是14m/s。
(3)由(2)解析可知,汽车的行驶速度是14m/s,匀速行驶的时间
汽车行驶的路程
汽车行驶的路程为,汽车的牵引力为,这段时间内汽车的牵引力做的功为
牵引力做的功为。
答:(1)汽车的牵引力是;
(2)汽车行驶速度是14m/s;
(3)这段时间内汽车的牵引力做的功为。
28. 小明家装修房屋,一箱质量为的建筑材料放在水平地面上,它与水平地面的接触面积是。装修工人用的拉力通过如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升,用时。()求:
(1)建筑材料放在水平地面上时对地面的压强;
(2)拉力的功率;
(3)滑轮组的机械效率。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】解:(1)建筑材料的重力
建筑材料放在水平地面上时对地面的压强
(2)滑轮组的动滑轮绕2段绳,绳子自由端移动的距离
拉力做的总功
拉力功率
(3)有用功为
滑轮组的机械效率
答:(1)建筑材料放在水平地面上时对地面的压强是;
(2)拉力的功率是;
(3)滑轮组的机械效率是。
29. 在实践课上,某小组同学需要利用弹簧测力计测量物体的重力,发现弹簧测力计的量程太小无法测量,在无法更换测量工具的情况下,该小组开展了“增大弹簧测力计测量范围”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程,请帮助完成下列内容:
【项目分解】(1)设计方案(2)评估方案
【项目实施】
(1)设计方案
通过简单机械的学习,同学们经过讨论,利用省力机械完成了如下方案:
甲、乙两个方案利用相同的杠杆省力,根据的物理原理是:________;丙方案所用拉力F与物重的关系是:________(若不计绳重和轮与轴间摩擦,动滑轮重用表示)。
(2)评估方案
对比甲、乙两个方案,在重物悬挂点到支点的距离相同时,乙更省力,原因是:________,所以乙方案的测量范围更大;但甲方案中杆重力的力臂更小,对杠杆平衡的影响更小;乙方案利用现有器材,将物体向________(选填“左”或“右”)移动,可以省力更多;而丙方案利用现有器材,在轮与轴间滴加润滑油,虽然力变化不大,但可以使测量更准确。
【答案】(1) ①. 杠杆的平衡条件 ②.
(2) ①. 力臂大 ②. 左
【解析】
【小问1详解】
[1]由图知道,甲、乙两个方案利用相同的杠杆省力,根据的物理原理是:杠杆的平衡条件。
[2]丙方案应用的是滑轮组,由图知道,承担物重绳子的股数是n=3,所以,若不计绳重和轮与轴间摩擦,动滑轮重,则丙方案所用拉力F与物重的关系是
【小问2详解】
[1]由图知道,乙图中弹簧秤弹力的力臂更大,由杠杆的平衡条件知道,会更省力。
[2]由图知道,乙方案利用现有器材,将物体向左移动,则重力与力臂的乘积越小,则可以省力更多。