2019-2020学年北京市人大附中八年级(下)期末物理试卷
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一、单项选择题(下列各小题均有四个选项,其中只有一个选项符合题意.共22分,每小题2分)
1.(2分)在国际单位制中,功率的单位是
A.瓦特 B.焦耳 C.帕斯卡 D.牛顿
2.(2分)如图所示的事例中,目的是为了减小摩擦的是
A.雪天汽车轮胎上安装防滑链 B.击球时用力握住网球拍
C.给机械表保养时上润滑油 D.浴室的防滑垫表面凹凸不平
3.(2分)如图所示的用具中,在使用时属于费力杠杆的是
A.食品夹 B.裁纸刀
C.钳子 D.核桃夹
4.(2分)如图所示实例中,属于减小压强的是
A.压路机的质量做得很大 B.水果刀的刀刃做得很薄
C.大金背啄木鸟的嘴很尖 D.书包的背带做得很宽
5.(2分)如图所示的事例中,利用连通器原理工作的是
A.帕斯卡桶裂实验 B.用吸管吸饮料
C.下水道回水管 D.自制气压计
6.(2分)小刚同学放学回家的过程中,以下叙述的情景中小刚对书包施加的力做功的是
A.小刚将书包从地面向上提,但没提动
B.小刚站在站台上等候列车时,肩膀对书包向上的支持力
C.站在水平匀速行驶的地铁列车上,肩膀对书包向上的支持力
D.小刚到家上楼梯时,肩膀对书包向上的支持力
7.(2分)图(a)(b)(c)(d)中的情景都体现了力的作用效果,其中主要表示力能使物体的运动状态发生改变的是
A.(a)和(b) B.(c)和(d) C.(a)和(c) D.(b)和(d)
8.(2分)如图所示,四种现象中属于利用大气压强的是
A.活塞式抽水机把水从地下抽上来
B.用力压气球,气球变瘪了
C.自制喷泉
D.孔明灯能上天
9.(2分)下列事例中属于防止惯性带来危害的是
A.跳远时助跑
B.行车时系好安全带
C.拍打衣服,把灰尘拍去
D.洗完手后甩甩手可以使手干得更快
10.(2分)如图所示,物体挂在弹簧测力计上,处于静止状态。下列说法正确的是
A.物体受到的重力是
B.物体受到的重力与物体对弹簧测力计的拉力是一对相互作用力
C.物体受到的拉力与物体受到的重力是一对平衡力
D.弹簧测力计对物体的拉力与物体对弹簧测力计的拉力是一对平衡力
11.(2分)如图所示,柱形容器底部有一圆柱体,将圆柱体从水中匀速提起直至其下表面刚好离开水面,此过程中容器底受到水的压强为,圆柱体下表面受到水的压强为,圆柱体受到的浮力为,圆柱体受到的拉力为,各物理量随时间变化的图象如图所示,其中正确的是
A. B.
C. D.
二、多项选择题(下列各小题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个.共18分,每小题3分.每小题选项,完全正确得3分,选对但不全的得2分,有错选的不得分)
12.(3分)下列说法中正确的是
A.跳伞运动员匀速下落的过程中,运动员受到平衡力作用,合力为零
B.斜向上投出去的实心球在空中运动过程中,受到重力方向总是竖直向下的
C.跳远运动员起跳后能继续向前运动,是由于运动员受到惯性作用
D.跳高运动员起跳离地时,受到地面向上的支持力大于重力
13.(3分)如图所示是某同学在家中做的一个小实验,先把鸡蛋放入清水中,发现鸡蛋会下沉到杯底,然后逐渐向水中加盐并轻轻搅拌,看到鸡蛋慢慢的向上浮起,最终浮出液面,处于漂浮状态。对此现象分析正确的是
A.鸡蛋在清水中沉底时,鸡蛋没有受到浮力
B.鸡蛋上浮是因为向水中加盐使鸡蛋受到的重力减小
C.鸡蛋上浮是因为向水中加盐使其受到的浮力大于受到的重力
D.鸡蛋最终漂浮在水面上时,鸡蛋受到的盐水作用力大于鸡蛋受到的重力
14.(3分)小敏用两只手指和一只铅笔探究压力的作用效果的影响因素时,用两只手的食指分别压在铅笔两端。下列说法正确的是
A.压力的作用效果是通过手指凹陷程度显示的
B.左手指受到的压力小于右手指受到的压力
C.左手指受到的压强小于右手指受到的压强
D.若笔尖面积,右手指受到的压力,笔尖对手指的压强为
15.(3分)如图所示,小明用微小压强计探究液体内部压强特点。如表是他记录的实验数据。根据实验数据和实验过程,下列说法正确的是
序号
液体
深度
橡皮膜方向
玻璃管两侧液面高度差
1
水
5
朝侧面
4.9
2
水
10
朝侧面
9.7
3
水
15
朝侧面
14.6
4
水
5
朝下面
4.9
5
水
5
朝上面
4.9
A.烧杯内水的压强大小随深度的增加而增大
B.同一深度处,探头方向不同,水的压强大小不变
C.同一深度处,液体压强大小与液体密度有关
D.烧杯内水的压强大小是通过型管中两端液面高度差反映的
16.(3分)如图所示,自来水龙头与玻璃管相连,玻璃管1、2处粗细不同的位置上分别有竖直玻璃细管、与其连通。打开水龙头,待水流稳定后,下列说法正确的是
A.管内1、2两点处的流速
B.管中的水面高于管中的水面
C.此实验说明流体流速越快,流体压强越小
D.飞机机翼获得升力,就是利用机翼上下流体流速不同,有压强差产生的
17.(3分)小凯进行“验证阿基米德原理”的实验,正确操作过程如图所示,图中、、、分别表示对应的弹簧测力计示数,表示物体排开的水受到的重力,表示物体受到的浮力。根据以上实验步骤,下列说法正确的是
A.
B.
C.若在步骤乙中,物块未完全浸没到水中,则测得数据
D.若放进物块前,溢水杯中的水未与溢水口齐平,则测得数据
三、实验解答题(共20分,18题8分,19题12分)
18.(8分)在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,实验装置如图所示。选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上,其中甲、乙两图的接触面是相同的木板,丙图的接触面是棉布。
(1)实验中用弹簧测力计水平拉着木块沿水平方向做 运动,根据 条件可知,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)由乙、丙两图可以探究滑动摩擦力大小与 的关系。
(3)若乙图中的木块在运动过程中受到的拉力突然变大,滑动摩擦力将 (选填“不变”、“变大”或“变小” 。
19.(12分)实验台上有满足实验要求的器材:弹簧测力计1个(量程符合条件),相同重力已知的钩码多个,带支架的杠杆1个。杠杆上相邻刻度间距离相等且已知,刻线上下靠近杠杆边缘处均有圆形小孔,可用来挂钩码或弹簧测力计,如图所示。小明利用上述实验器材,设计一个实验证明:“杠杆在水平位置平衡时,如果动力臂保持不变,则”,式中表示动力,是常量,表示阻力,表示阻力臂。
请结合实验目的回答下列问题:
(1)调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是消除杠杆自重对实验的影响和容易读出 数值;如果杠杆的右侧向下倾斜,平衡螺母应向 (选填“左”或“右” 端调节。
(2)将1个钩码(阻力挂在支点左侧处(阻力臂,将弹簧测力计的挂钩钩在 (选填“ “或“” 处(选填“竖直向上”或“竖直向下” 拉弹簧测力计,使杠杆在水平位置平衡,读出弹簧测力计的示数(动力。将、、的数据记录在表格中。
(3)实验过程中,应控制 保持不变。(选填选项前的符号)
.钩码个数
.弹簧测力计竖直向上拉动时的位置
.钩码悬挂的位置
.弹簧测力计的示数
(4)请帮助小明画出实验数据记录表格。
四、科普阅读题(共10分,20题4分,21题6分)
20.(4分)请阅读《浮船坞》并回答。
浮船坞
2016年新春伊始,珠江口波光粼粼,在过往舰船上人员一片惊叹中,一艘槽型船舶就像移动长城般缓缓驶出江面,这是中国第一艘自航式浮船坞“华船一号”,如图1所示。
浮船坞,是船舶维修的海上浮动平台。是一种用于修、造船的工程船舶,它不仅可用于修、造船舶,还可用于打捞沉船,运送深水船舶通过浅水的航道等。
浮船坞构造特别,它有一个巨大的凹字形船舱。两侧有墙、前后端敞开,是一种构造特殊的槽形平底船,如图2所示。两侧的坞墙和长方形坞底均为箱形结构,沿纵向和横向分隔为若干封闭的舱格,有的舱格称为水舱,用来灌水和排水,使船坞沉浮。
底舱的作用除保证浮沉性能外,还能支承船舶。坞墙的作用是保证船坞具有必要的刚度和浮游稳定性,并提供生产所需的空间。待修的船舶要进入浮船坞,其方法是:先在浮船坞水舱内灌水,使浮船坞下沉,当凹字形船舱内水深满足待修船舶吃水要求时,用铺设在坞墙顶上的绞车将待修船舶牵引进坞。同时,将待修船舶对准中心轴线后,四面用缆绳固定。然后把浮船坞水舱内的水抽出,使浮船坞上浮,直至坞底板顶面露出水面。这样,待修船舶也随着坞底板露出水面。于是,便可开始对船舶进行修理工作。
2008年11月29日,具有我国完全的自主知识产权的“中海峨眉山”浮船坞正式投产。“中海峨眉山”型深28米,相当于10层楼高;总长410米,宽82米,比4个足球场还要大;举力8.5万吨(浮船坞升浮时所能承载待修船舶的最大质量),耗用钢材约4万吨,采用了超大排量的进接水泵、阀门遏控等先进技术,实现中央控制室遥控操作,结构合理,自动化程度高。可承修当时年)世界上最大的油船和散货船。
2016年3月1日,我国第一艘自航式浮船坞“华船一号”首航成功。自航式浮船坞,如图3所示,可以航行到预定海域修理待修船舶。“华船一号”的成功,标志着大型战舰修理由岸基定点保障向远海机动保障实现突破。
依据文中内容,请回答下列问题:(海水密度取,取。
(1)浮船坞升降的原理与 的工作原理相同。(选填“轮船”、“潜水艇“或“热气球” 。
(2)根据上文分析“中海峨眉山”满载排水量大约是:
.4万吨
.8.5万吨
.12.5万吨
.94万吨
(3)“中海峨眉山”底板下底面位于水下时受到海水压力大约为 。
(4)船舶修理完毕,如何驶出浮船坞?
21.(6分)请阅读《变速自行车的奥秘》,回答问题。
变速自行车的奥秘
变速自行车可以通过调节不同的“档位”来应对不同的路面情况需要爬坡时,可以降低档位,此时会感觉自己骑起来“更轻松”,到了下坡时,可以提升档位,此时会感觉自己“骑得更快”。这之中的奧秘在哪里呢,让我们一起来探究吧
如图1所示是变速自行车的驱动结构,它与普通自行车的区别在于,它的后齿轮由多个半径不同的齿轮共同组成(普通自行车的后齿轮只有一个)。选择不同的档位时,自行车的链条会调整到相应档位的后齿轮上:选择低档位时,链条调整到半径较大的齿轮上,选择高档位时,链条调整到半径较小的齿轮上。
自行车的前齿轮和脚踏板构成一个轮轴型的杠杆结构,动力是人给脚踏板的蹬力,阻力是链条对前齿轮的拉力,动力臂是脚踏板到轴心的长度,阻力臂是前齿轮半径,此时动力臂大于阻力臂,因此是一个省力杠杆。自行车的后齿轮和后车轮构成另一个轮轴型的杠杆结构,动力是链条对后齿轮的拉力,阻力是地面给后车轮的摩擦力,动力臂是后齿轮半径,阻力臂是后车轮半径,此时动力臂小于阻力臂,是一个费力杠杆。
骑自行车时,人踩脚踏板一圈,前齿轮跟着转动一圈,带动链条转动的长度为前齿轮的周长。与此同时,链条带动后齿轮转动,由于后齿轮的半径小于前齿轮,为了保证链条转动的长度相同,后齿轮必须转过的圈数大于前齿轮。后齿轮的半径越小,它转过的圈数就越多。后齿轮同时带动后车轮转动,它们转动的圈数保持一致。因此,后齿轮越小,脚踩一圈,后车轮转动的圈数越多,即自行车前进的距离越长。
在爬坡时,自行车受到的摩擦阻力较大,因此需要把后齿轮的半径(动力臂)调整得大一些,以达到相对省力的效果。在下坡时,自行车受到的摩擦阻力较小,此时为了让自行车更快前进,可以将后齿轮的半径调小。
依据文中内容,请回答下列问题:
(1)自行车驱动结构中,前齿轮和脚踏板组成一个 杠杆,后齿轮和后车轮组成一个 杠杆(选填“省力”、“费力”、“等臂” 。
(2)骑自行车时,人脚应该向什么方向用力才能最省力呢? 。请在图2中画出最省力时,人脚对脚踏板的力(作用点面在抑踏板中心),以及这个力对应的力臂.(提示:脚可以向各个方向用力踩脚踏板,脚踏板可以通过旋转来适应脚的用力方向。
(3)爬坡时,应将链条调整至半径较 (选填“大”或“小” 的后齿轮上,从而达到相对省力的目的。
(4)前齿轮和后齿轮在共同工作时,其特征是
.相同时间转过的圈数相同
.相同时间带动链条转动的长度相同
.相同时间转过的圈数和带动链条转动的长度均相同
.相同时间转过的圈数和带动链条转动的长度均不相同
(5)自行车在水平道路上行驶时,后车轮所受的摩擦阻力约为,一辆自行车后车轮的半径约为,若它此时链条挂在中间档位的后齿轮上,其半径为,由于前齿轮与后齿轮由链条连接,所以前、后齿轮受到的链条的拉力相同,若前齿轮的半径为,脚踏板到轴心的长度为,则自行车匀速行驶时,人蹬车的力至少应为 。
五、计算题(共25分,22题12分,23题13分)
22.(12分)如图是用动滑轮提升物体的示意图。在竖直向上的拉力的作用下,重为的物体在的时间里,匀速竖直上升了。在此过程中,拉力.绳重、滑轮与轴的摩擦忽略不计。求:
(1)动滑轮对物体所做的功;
(2)拉力的功率;
(3)动滑轮的机械效率;
(4)动滑轮受的重力。
23.(13分)如图所示,装满水的溢水杯总重,水深。将体积为的实心正方体木块轻轻地放入这个装满水的溢水杯中,木块静止时,从杯中溢出水的质量为,取。求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块的密度;
(3)放入木块后,容器底受到水的压强;
(4)通过分析,说明放入木块后,容器对桌面的压力大小(温馨提示:分析过程可利用受力分析图,依据的原理,数学表达式等展示分析过程)。
2019-2020学年北京市人大附中八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(下列各小题均有四个选项,其中只有一个选项符合题意.共22分,每小题2分)
1.(2分)在国际单位制中,功率的单位是
A.瓦特 B.焦耳 C.帕斯卡 D.牛顿
【分析】根据对常见物理量及其单位的掌握作答。
【解答】解:在物理学中,
、瓦特是功率的单位,故符合题意;
、焦耳是功和各种能量的单位,故不符合题意;
、帕斯卡是压强的单位,故不符合题意;
、牛顿是力的单位,故不符合题意。
故选:。
【点评】此题考查的是我们对常见物理量及其单位的掌握情况,属于识记性知识的考查,比较简单,容易解答。
2.(2分)如图所示的事例中,目的是为了减小摩擦的是
A.雪天汽车轮胎上安装防滑链 B.击球时用力握住网球拍
C.给机械表保养时上润滑油 D.浴室的防滑垫表面凹凸不平
【分析】(1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力;
(2)减小摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过减小压力来减小摩擦力;在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力;通过使接触面脱离的方法减小摩擦力;用滚动代替滑动的方法来减小摩擦力。
【解答】解:、雪天汽车轮胎上安装防滑链,在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故不符合题意;
、击球时用力握住网球拍,在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,故不符合题意;
、给机械表保养时上润滑油,通过使接触面脱离的方法减小摩擦力,故符合题意;
、浴室的防滑垫表面凹凸不平,在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故不符合题意。
故选:。
【点评】本题考查摩擦力大小的影响因素,以及增大和减小摩擦的方法,摩擦力问题在生活中应用非常广泛,解答此题类问题时要利用控制变量法研究。
3.(2分)如图所示的用具中,在使用时属于费力杠杆的是
A.食品夹 B.裁纸刀
C.钳子 D.核桃夹
【分析】结合图片和生活经验,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:
、食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
、裁纸刀在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
、钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
、核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
故选:。
【点评】此题考查的是杠杆的分类,主要包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。
4.(2分)如图所示实例中,属于减小压强的是
A.压路机的质量做得很大 B.水果刀的刀刃做得很薄
C.大金背啄木鸟的嘴很尖 D.书包的背带做得很宽
【分析】增大压强的方法:在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强。
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。
【解答】解:、压路机的质量做得很大,在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强。不符合题意;
、水果刀的刀刃做得很薄,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强的,不符合题意。
、大金背啄木鸟的嘴很尖,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,容易把树皮啄开,不符合题意;
、书包背带做得较宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,符合题意;
故选:。
【点评】知道压强大小的影响因素,掌握增大和减小压强的方法,并能在生活中加以应用,体现了理论和实践相结合,好题!
5.(2分)如图所示的事例中,利用连通器原理工作的是
A.帕斯卡桶裂实验 B.用吸管吸饮料
C.下水道回水管 D.自制气压计
【分析】上端开口,下部连通的容器称为连通器,注入同一种液体,在液体不流动时连通器内各容器的液面总是相平。
【解答】解:、帕斯卡桶裂实验是研究液体压强与深度的关系,与连通器无关,故不合题意;
、用吸管吸饮料利用了大气压的作用,与连通器无关,故不合题意;
、下水道回水管是结构符合上端开口,下部连通的特点,是利用连通器原理工作的,故符合题意;
、自制气压计可粗略比较大气压的大小,其结构不符合连通器的特点,故不合题意。
故选:。
【点评】本题考查连通器的原理,关键知道连通器是上端开口,底部相连的,装入同种液体,液面静止时保持相平。
6.(2分)小刚同学放学回家的过程中,以下叙述的情景中小刚对书包施加的力做功的是
A.小刚将书包从地面向上提,但没提动
B.小刚站在站台上等候列车时,肩膀对书包向上的支持力
C.站在水平匀速行驶的地铁列车上,肩膀对书包向上的支持力
D.小刚到家上楼梯时,肩膀对书包向上的支持力
【分析】力对物体做功的两个必要因素:作用在物体上的力,物体在该力的方向上通过的距离。
【解答】解:
、小刚将书包从地面向上提,给书包一个向上的力,但没提动,即书包向上没有移动距离,所以小刚对书包没有做功,故不符合题意;
、小刚站在站台上等候列车时,肩膀对书包有向上的支持力,但书包向上没有移动距离,所以小刚对书包没有做功,故不符合题意。
、站在水平匀速行驶的地铁列车上,肩膀对书包有向上的支持力,但书包向上没有移动距离,所以小刚对书包没有做功,故不符合题意。
、小刚到家上楼梯时,人对书包有向上的力,书包也向上移动了距离,则小刚对书包做了功,故符合题意。
故选:。
【点评】本题考查了力是否做功的判断方法。有力有距离,力对物体不一定做功,物体一定在力的作用下通过了距离,力对物体才做功。
7.(2分)图(a)(b)(c)(d)中的情景都体现了力的作用效果,其中主要表示力能使物体的运动状态发生改变的是
A.(a)和(b) B.(c)和(d) C.(a)和(c) D.(b)和(d)
【分析】力的作用效果包括两类:
①力可以改变物体的运动状态,运动状态的改变包括运动方向的改变和运动速度的改变(包括由静止变为运动和由运动变为静止);
②力可以使物体发生形变。
【解答】解:(a)图中,在熊猫力的作用下,竹子的形状发生了改变,即力可以改变物体的形状;
(b)图中,左边那个运动员使足球由静止变为运动,右边的那个运动员改变了足球的运动方向,上边的那个运动员使足球由运动变为静止,都是改变足球的运动状态;
(c)图中,对气球施加的力使气球的形状发生了变化,即力改变了物体的形状;
(d)图中,网球经过球拍后,其运动的方向发生了改变,即改变了运动状态。
故力改变物体运动状态的是(b)图和(d)图。
故选:。
【点评】能分清在哪种情况下是改变了物体的形状,在哪种情况下是改变了运动状态,是解决该题的关键。
8.(2分)如图所示,四种现象中属于利用大气压强的是
A.活塞式抽水机把水从地下抽上来
B.用力压气球,气球变瘪了
C.自制喷泉
D.孔明灯能上天
【分析】大气压的应用大多是利用内外的气压差,所以要判断是否是大气压的应用,要注意有没有形成这个“气压差”。
【解答】解:
、活塞抽水机抽水是通过活塞上移使抽水机内水面上方的气压减小,水在外界大气压的作用下,被压上来,故符合题意;
、气球在人的压力下变瘪了,主要说明了力改变物体的形状,与大气压无关。故不符合题意。
、自制喷泉上端开口,底部连通,属于连通器,与大气压无关。故不符合题意;
、灯罩内的气体被加热,体积膨胀、密度减小,小于灯罩外空气的密度,使灯笼受到空气的浮力大于灯笼自重,灯笼上升。故孔明灯利用了浮力,与大气压无关,故不符合题意;
故选:。
【点评】本题考查大气压的有关问题,物理学习的过程中,要多注意观察身边的物理现象,尽可能的用我们所学过的知识去试着解释。
9.(2分)下列事例中属于防止惯性带来危害的是
A.跳远时助跑
B.行车时系好安全带
C.拍打衣服,把灰尘拍去
D.洗完手后甩甩手可以使手干得更快
【分析】惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,惯性有时对我们有用、有时有害,特别要防止惯性带来危害,据此对各选项逐一进行分析。
【解答】解:
、助跑的目的是让运动员在起跳前有一个较大的速度,起跳时,人由于惯性还要保持他起跳前的速度,从而能跳的更远,这是利用了惯性,故不合题意;
、行车时系安全带是防止急刹车时,人由于惯性向前撞击车体而发生事故,属于防止惯性带来的危害,故符合题意;
、拍打衣服前,衣服和灰尘一起静止,当拍打时,衣服运动,灰尘由于惯性还要保持原来的静止状态,所以灰尘从衣服上掉下来,是利用惯性,故不合题意;
、洗完手后甩甩手可以使手上的水由于惯性被甩掉,是利用惯性,故不合题意。
故选:。
【点评】惯性是物体的固有属性,惯性在有些情况下对我们有利,我们要充分利用惯性;在有些情况下,惯性对我们有害,我们要防止惯性造成的危害。
10.(2分)如图所示,物体挂在弹簧测力计上,处于静止状态。下列说法正确的是
A.物体受到的重力是
B.物体受到的重力与物体对弹簧测力计的拉力是一对相互作用力
C.物体受到的拉力与物体受到的重力是一对平衡力
D.弹簧测力计对物体的拉力与物体对弹簧测力计的拉力是一对平衡力
【分析】明确相互作用力与平衡力的区别,平衡力作用在同一物体上,二者大小相等、方向相反,并且作用在同一直线上;而相互作用力作用在两个物体上,二者大小相等、方向相反,并且作用在同一直线上。
【解答】解:、由图知,弹簧测力计之间平均分成5份,所以一份是,也就是分度值是;指针在“2”后4个小格处,所以示数为,即物体的重力是,故错误;
、相互作用力方向相反,物体受到的重力与物体对弹簧测力计的拉力方向都是向下的,所以不是相互作用力,故错误;
、物体处于静止状态,所以受到平衡力的作用,所以物体受到的拉力与物体受到的重力是一对平衡力,故正确;
、弹簧测力计对物体的拉力与物体对弹簧测力计的拉力是一对相互作用力,故错误。
故选:。
【点评】本题考查弹簧测力计的读数、相互作用力与平衡力的判断,要明确二者的区别,正确理解概念是关键。
11.(2分)如图所示,柱形容器底部有一圆柱体,将圆柱体从水中匀速提起直至其下表面刚好离开水面,此过程中容器底受到水的压强为,圆柱体下表面受到水的压强为,圆柱体受到的浮力为,圆柱体受到的拉力为,各物理量随时间变化的图象如图所示,其中正确的是
A. B.
C. D.
【分析】将一圆柱体从水中匀速提起至下表面刚好离开水面,分为两个过程:一是圆柱体露出水面前,二是露出水面后至下表面刚好离开水面,分析排开水的体积变化,得出水的深度变化,利用液体压强公式和阿基米德原理分析压强、浮力变化,根据称量法判断出拉力的变化。
【解答】解:
(1)圆柱体从水中匀速提起至上表面刚好与水面平行时,物体排开水的体积不变,液面不变,根据可知容器底受到水的压强不变,圆柱体刚露出水面至下表面刚好离开水面过程中,排开水的体积逐渐减小,液面逐渐降低,由可知容器底受到水的压强降低,但不能为零,故正确;
(2)圆柱体从水中匀速提起直至其下表面刚好离开水面的过程中,下表面的深度逐渐减小,由可知,圆柱体底部受到水的压强逐渐减小,最后为零,故错误;
(3)圆柱体露出水面前,排开水的体积不变,水的密度不变,根据可知,圆柱体受到水的浮力不变;
圆柱体刚露出水面至下表面刚好离开水面过程中,排开水的体积变小,水的密度不变,根据可知,圆柱体受到水的浮力变小;
所以,整个过程中圆柱体受到水的浮力先不变、后变小,故正确;
(4)圆柱体从水中匀速提起直至其下表面刚好离开水面的过程中,重力不变,浮力先不变后变小,根据知,拉力先不变,后增大,故错误。
故选:。
【点评】本题考查了液体压强公式、阿基米德原理的应用,关键是知道圆柱体从水中匀速升至下表面刚好离开水面过程中排开水的体积变化。
二、多项选择题(下列各小题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个.共18分,每小题3分.每小题选项,完全正确得3分,选对但不全的得2分,有错选的不得分)
12.(3分)下列说法中正确的是
A.跳伞运动员匀速下落的过程中,运动员受到平衡力作用,合力为零
B.斜向上投出去的实心球在空中运动过程中,受到重力方向总是竖直向下的
C.跳远运动员起跳后能继续向前运动,是由于运动员受到惯性作用
D.跳高运动员起跳离地时,受到地面向上的支持力大于重力
【分析】(1)平衡力合力为0;
(2)重力的方向总是竖直向下的;
(3)任何物体都具有惯性,惯性是物体保持原运动状态不变的性质;
(4)运动员起跳时,有向上的加速度,地面对他的支持力大于她的重力。
【解答】解:
、跳伞运动员匀速下落的过程中,处于平衡状态,运动员受到平衡力作用,平衡力的合力为0,故正确;
、斜向上投出去的实心球在空中运动过程中,受到重力方向总是竖直向下的,故正确;
、跳远运动员起跳后能继续向前运动,是由于运动员具有惯性,而不是受到惯性作用,故错误;
、运动员起跳时,有向上的加速度,地面对他的支持力大于他的重力,故正确。
故选:。
【点评】本题主要考查了平衡力、重力的方向、惯性、力与运动等知识,综合性强,但难度不大。
13.(3分)如图所示是某同学在家中做的一个小实验,先把鸡蛋放入清水中,发现鸡蛋会下沉到杯底,然后逐渐向水中加盐并轻轻搅拌,看到鸡蛋慢慢的向上浮起,最终浮出液面,处于漂浮状态。对此现象分析正确的是
A.鸡蛋在清水中沉底时,鸡蛋没有受到浮力
B.鸡蛋上浮是因为向水中加盐使鸡蛋受到的重力减小
C.鸡蛋上浮是因为向水中加盐使其受到的浮力大于受到的重力
D.鸡蛋最终漂浮在水面上时,鸡蛋受到的盐水作用力大于鸡蛋受到的重力
【分析】(1)浸液体或气体中的物体,一般都要受到浮力作用;
(2)物体在液体中的浮沉条件:浸没在液体中的物体,,则上浮;,则悬浮;,则下沉;当物体漂浮或悬浮时,浮力与重力相等。
【解答】解:
、鸡蛋在清水中沉底时,也受到浮力的作用,只不过浮力小于重力,故错误;
、加盐后盐水的密度增大,而鸡蛋排开液体的体积不变,因此由可知,鸡蛋所受浮力增大,当浮力增大到大于鸡蛋的重力时鸡蛋会上浮,此时鸡蛋的重力不变,故错误,正确;
、鸡蛋最终漂浮在水面时,受到的浮力等于重力,故错误。
故选:。
【点评】本题综合考查了阿基米德原理和物体的浮沉条件,分析时注意用好控制变量法,只要同学掌握牢固,题目不难得出。
14.(3分)小敏用两只手指和一只铅笔探究压力的作用效果的影响因素时,用两只手的食指分别压在铅笔两端。下列说法正确的是
A.压力的作用效果是通过手指凹陷程度显示的
B.左手指受到的压力小于右手指受到的压力
C.左手指受到的压强小于右手指受到的压强
D.若笔尖面积,右手指受到的压力,笔尖对手指的压强为
【分析】、本题中,根据转换法,压力的作用效果是通过手指凹陷程度显示的;
、铅笔在水平方向下等于静止状态,受到两手指的压力为一对平衡力,由力的相互性分析;
比较右边接触笔尖的手指受力面积与左边手指的受力面积,根据分析;
、已知笔尖面积和右手指受到的压力,根据求出笔尖对手指的压强。
【解答】解:、当两手指同时按压铅笔时,根据转换法,压力的作用效果是通过手指凹陷程度显示的,正确;
、铅笔在水平方向下等于静止状态,受到两手指的压力为一对平衡力,大小相等,由力的相互性,铅笔受到两手指的压力相等,错误;
、右边接触笔尖的手指受力面积小于左边手指的受力面积,根据,压力相同,受力面积越小,右手指受到的压强较大,正确;
、若笔尖面积,右手指受到的压力,笔尖对手指的压强为:
,错误。
故选:。
【点评】本题考查转换法、力的平衡和相互性及压强公式的运用,计算时注意单位的换算。
15.(3分)如图所示,小明用微小压强计探究液体内部压强特点。如表是他记录的实验数据。根据实验数据和实验过程,下列说法正确的是
序号
液体
深度
橡皮膜方向
玻璃管两侧液面高度差
1
水
5
朝侧面
4.9
2
水
10
朝侧面
9.7
3
水
15
朝侧面
14.6
4
水
5
朝下面
4.9
5
水
5
朝上面
4.9
A.烧杯内水的压强大小随深度的增加而增大
B.同一深度处,探头方向不同,水的压强大小不变
C.同一深度处,液体压强大小与液体密度有关
D.烧杯内水的压强大小是通过型管中两端液面高度差反映的
【分析】液体内部压强的大小是通过液体压强计形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;
液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变。
【解答】解:、比较实验1、2、3知,结合转换法,烧杯内水的压强大小随深度的增加而增大,正确;
、比较1、4、5知,同一深度处,探头方向不同,水的压强大小不变,正确;
、研究液体压强大小与液体密度的关系,要控制深度相同,只改变液体的密度,本题中只有水一种物质,不能得出这个结论;
、根据转换法,烧杯内水的压强大小是通过型管中两端液面高度差反映的,正确;
故选:。
【点评】本题探究液体内部压强特点,考查转换法、控制变量法及数据分析的能力。
16.(3分)如图所示,自来水龙头与玻璃管相连,玻璃管1、2处粗细不同的位置上分别有竖直玻璃细管、与其连通。打开水龙头,待水流稳定后,下列说法正确的是
A.管内1、2两点处的流速
B.管中的水面高于管中的水面
C.此实验说明流体流速越快,流体压强越小
D.飞机机翼获得升力,就是利用机翼上下流体流速不同,有压强差产生的
【分析】水是流体,流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小。在相等的时间内通过粗管和细管的流量相同,流速不同,通过比较流速来比较压强。
【解答】解:、由题意知,由于两处是在同一水管中,在相同的时间内流过的水量相同,由于2处水管最细,所以2处的水流速最大;由流体压强与流速的关系可知,1处的水流速度小,压强大,2处的水流速度大,压强小,所以管中的水面高于管中的水面高度;故错误,正确;
、等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面,由于上表面弯曲,所以机翼上方的流速就大于机翼前方的流速;而下表面平直,因此机翼下方的流速大致等于前方的流速,从而可以知道,机翼下方的流速就小于机翼上方的流速,所以机翼上方的压强小于机翼下方的压强,这样就产生了作用在机翼上的向上的升力;故正确。
故选:。
【点评】掌握流体压强跟流速的关系,能用流体压强知识解释有关的现象。
17.(3分)小凯进行“验证阿基米德原理”的实验,正确操作过程如图所示,图中、、、分别表示对应的弹簧测力计示数,表示物体排开的水受到的重力,表示物体受到的浮力。根据以上实验步骤,下列说法正确的是
A.
B.
C.若在步骤乙中,物块未完全浸没到水中,则测得数据
D.若放进物块前,溢水杯中的水未与溢水口齐平,则测得数据
【分析】(1)排开的水所受的重力:;
(2)根据称重法求出物体浸没在水中受到水的浮力,即;
(3)若物体没有完全浸没在水中,按照上面的方法,仍能用实验验证阿基米德原理;
(4)为使排开的液体全部溢出,溢水杯里的水要盛满,若不满会使溢出液体的重力偏小。
【解答】解:、排开的水所受的重力等于溢出水和小桶的重力减去空桶的重力,即,故正确;
、根据称重法知物体浸没在水中受到水的浮力等于空气中物体的重力减去水中弹簧测力计的示数,即,故正确;
、物体没有完全浸没在水中,受到水的浮力还是能用称重法测量,排开水的重力也能测量,所以按照上面的方法,能用实验验证阿基米德原理,即,故错误;
、为使排开的液体全部溢出,溢水杯里的水要盛满,若放进物块前,溢水杯中的水未与溢水口齐平,会使排出液体的重力偏小,即,故正确。
故选:。
【点评】本题验证阿基米德原理,考查称重法测浮力、正确操作过程、注意事项等知识。
三、实验解答题(共20分,18题8分,19题12分)
18.(8分)在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,实验装置如图所示。选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上,其中甲、乙两图的接触面是相同的木板,丙图的接触面是棉布。
(1)实验中用弹簧测力计水平拉着木块沿水平方向做 匀速直线 运动,根据 条件可知,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)由乙、丙两图可以探究滑动摩擦力大小与 的关系。
(3)若乙图中的木块在运动过程中受到的拉力突然变大,滑动摩擦力将 (选填“不变”、“变大”或“变小” 。
【分析】(1)要使拉力与摩擦力相等,需沿水平方向拉动木块做匀速直线运动;
(2)找出乙、丙两图的相同量和不同量得出探究的问题;
(3)滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与拉力大小无关。
【解答】解:
(1)实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做匀速直线运动,此时拉力与摩擦力平衡,根据二力平衡条件可知,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)由图乙和图丙知,压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,可探究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系;
(3)由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,即使拉力增大,滑动摩擦力也不变;
故答案为:(1)匀速直线;二力平衡;(2)接触面粗糙程度;(3)不变。
【点评】本题是探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验,主要考查了摩擦力的测量方法及控制变量法的应用,要正确测量滑动摩擦力的大小,需充分利用二力平衡条件。
19.(12分)实验台上有满足实验要求的器材:弹簧测力计1个(量程符合条件),相同重力已知的钩码多个,带支架的杠杆1个。杠杆上相邻刻度间距离相等且已知,刻线上下靠近杠杆边缘处均有圆形小孔,可用来挂钩码或弹簧测力计,如图所示。小明利用上述实验器材,设计一个实验证明:“杠杆在水平位置平衡时,如果动力臂保持不变,则”,式中表示动力,是常量,表示阻力,表示阻力臂。
请结合实验目的回答下列问题:
(1)调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是消除杠杆自重对实验的影响和容易读出 力臂 数值;如果杠杆的右侧向下倾斜,平衡螺母应向 (选填“左”或“右” 端调节。
(2)将1个钩码(阻力挂在支点左侧处(阻力臂,将弹簧测力计的挂钩钩在 (选填“ “或“” 处(选填“竖直向上”或“竖直向下” 拉弹簧测力计,使杠杆在水平位置平衡,读出弹簧测力计的示数(动力。将、、的数据记录在表格中。
(3)实验过程中,应控制 保持不变。(选填选项前的符号)
.钩码个数
.弹簧测力计竖直向上拉动时的位置
.钩码悬挂的位置
.弹簧测力计的示数
(4)请帮助小明画出实验数据记录表格。
【分析】(1)探究杠杆平衡条件的实验中需要杠杆在水平位置平衡,目的是便于测量力臂大小,调节平衡时,螺母应向上翘的一端移动;
(2)(3)根据杠杆平衡条件分析解答;
(4)根据实验步骤及实验中测量的数据和目的设计表格。
【解答】解:(1)调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是消除杠杆自重对实验的影响和容易读出力臂大小,如果杠杆的右侧向下倾斜,说明右侧更重,平衡螺母应向左端调节;
(2)将1个钩码(阻力挂在支点左侧处(阻力臂,将弹簧测力计的挂钩钩在竖直向上拉弹簧测力计,这样拉力产生的力的作用效果是顺时针转动与点悬挂1个钩码的力的效果相反,杠杆才会平衡;
(3)杠杆在水平位置平衡时,如果动力臂保持不变,则,实验过程中,应控制弹簧测力计竖直向上拉动时的位置不变,故错误,正确;
(4)根据实验步骤及实验中测量的数据和目的设计表格如下:
实验次数
1
2
3
4
5
6
阻力
阻力臂
阻力与阻力臂的乘积
动力
故答案为:(1)力臂;左;(2)竖直向上;(3);(4)见解答。
【点评】本题考查探究杠杆平衡条件的实验,关键是将实验操作步骤及实验结论记忆清楚,仔细分析解答。
四、科普阅读题(共10分,20题4分,21题6分)
20.(4分)请阅读《浮船坞》并回答。
浮船坞
2016年新春伊始,珠江口波光粼粼,在过往舰船上人员一片惊叹中,一艘槽型船舶就像移动长城般缓缓驶出江面,这是中国第一艘自航式浮船坞“华船一号”,如图1所示。
浮船坞,是船舶维修的海上浮动平台。是一种用于修、造船的工程船舶,它不仅可用于修、造船舶,还可用于打捞沉船,运送深水船舶通过浅水的航道等。
浮船坞构造特别,它有一个巨大的凹字形船舱。两侧有墙、前后端敞开,是一种构造特殊的槽形平底船,如图2所示。两侧的坞墙和长方形坞底均为箱形结构,沿纵向和横向分隔为若干封闭的舱格,有的舱格称为水舱,用来灌水和排水,使船坞沉浮。
底舱的作用除保证浮沉性能外,还能支承船舶。坞墙的作用是保证船坞具有必要的刚度和浮游稳定性,并提供生产所需的空间。待修的船舶要进入浮船坞,其方法是:先在浮船坞水舱内灌水,使浮船坞下沉,当凹字形船舱内水深满足待修船舶吃水要求时,用铺设在坞墙顶上的绞车将待修船舶牵引进坞。同时,将待修船舶对准中心轴线后,四面用缆绳固定。然后把浮船坞水舱内的水抽出,使浮船坞上浮,直至坞底板顶面露出水面。这样,待修船舶也随着坞底板露出水面。于是,便可开始对船舶进行修理工作。
2008年11月29日,具有我国完全的自主知识产权的“中海峨眉山”浮船坞正式投产。“中海峨眉山”型深28米,相当于10层楼高;总长410米,宽82米,比4个足球场还要大;举力8.5万吨(浮船坞升浮时所能承载待修船舶的最大质量),耗用钢材约4万吨,采用了超大排量的进接水泵、阀门遏控等先进技术,实现中央控制室遥控操作,结构合理,自动化程度高。可承修当时年)世界上最大的油船和散货船。
2016年3月1日,我国第一艘自航式浮船坞“华船一号”首航成功。自航式浮船坞,如图3所示,可以航行到预定海域修理待修船舶。“华船一号”的成功,标志着大型战舰修理由岸基定点保障向远海机动保障实现突破。
依据文中内容,请回答下列问题:(海水密度取,取。
(1)浮船坞升降的原理与 潜水艇 的工作原理相同。(选填“轮船”、“潜水艇“或“热气球” 。
(2)根据上文分析“中海峨眉山”满载排水量大约是:
.4万吨
.8.5万吨
.12.5万吨
.94万吨
(3)“中海峨眉山”底板下底面位于水下时受到海水压力大约为 。
(4)船舶修理完毕,如何驶出浮船坞?
【分析】(1)根据题中信息分析出浮船坞升降的原理;
(2)根据“举力8.5万吨和耗用钢材约4万吨”分析解答;
(3)根据算出底板下底面位于水下时受到海水压强,知道浮船坞的长和宽算出船坞的底面积,根据算出受到海水的压力;
(4)根据题中浮船坞的原理分析解答。
【解答】解:
(1)根据题中待修的船舶进入浮船坞的方法:“先在浮船坞水舱内灌水,使浮船坞下沉,当凹字形船舱内水深满足待修船舶吃水要求时,用铺设在坞墙顶上的绞车将待修船舶牵引进坞”知,浮船坞是靠改变自身的重力实现浮沉的,与潜水艇的原理相同;
(2)根据题中信息“举力8.5万吨和耗用钢材约4万吨”知“中海峨眉山”满载排水量大约是:8.5万吨万吨万吨,故符合题意;
故选:;
(3)“中海峨眉山”底板下底面位于水下时受到海水的压强为:
;
浮船坞的底面积为:,
根据知,受到海水的压力为:
;
(4)船舶修理完毕,驶出浮船坞的方法是:让浮船坞水舱里灌满水,浮船坞便下沉,修好的船舶自行驶出浮船坞。
答:(1)潜水艇;(2);(3);(4)船舶修理完毕,驶出浮船坞的方法是:让浮船坞水舱里灌满水,浮船坞便下沉,修好的船舶自行驶出浮船坞。
【点评】本题考查了浮船坞的工作原理、液体压强公式、固体压强公式的应用等知识,关键是读懂题意来分析解答。
21.(6分)请阅读《变速自行车的奥秘》,回答问题。
变速自行车的奥秘
变速自行车可以通过调节不同的“档位”来应对不同的路面情况需要爬坡时,可以降低档位,此时会感觉自己骑起来“更轻松”,到了下坡时,可以提升档位,此时会感觉自己“骑得更快”。这之中的奧秘在哪里呢,让我们一起来探究吧
如图1所示是变速自行车的驱动结构,它与普通自行车的区别在于,它的后齿轮由多个半径不同的齿轮共同组成(普通自行车的后齿轮只有一个)。选择不同的档位时,自行车的链条会调整到相应档位的后齿轮上:选择低档位时,链条调整到半径较大的齿轮上,选择高档位时,链条调整到半径较小的齿轮上。
自行车的前齿轮和脚踏板构成一个轮轴型的杠杆结构,动力是人给脚踏板的蹬力,阻力是链条对前齿轮的拉力,动力臂是脚踏板到轴心的长度,阻力臂是前齿轮半径,此时动力臂大于阻力臂,因此是一个省力杠杆。自行车的后齿轮和后车轮构成另一个轮轴型的杠杆结构,动力是链条对后齿轮的拉力,阻力是地面给后车轮的摩擦力,动力臂是后齿轮半径,阻力臂是后车轮半径,此时动力臂小于阻力臂,是一个费力杠杆。
骑自行车时,人踩脚踏板一圈,前齿轮跟着转动一圈,带动链条转动的长度为前齿轮的周长。与此同时,链条带动后齿轮转动,由于后齿轮的半径小于前齿轮,为了保证链条转动的长度相同,后齿轮必须转过的圈数大于前齿轮。后齿轮的半径越小,它转过的圈数就越多。后齿轮同时带动后车轮转动,它们转动的圈数保持一致。因此,后齿轮越小,脚踩一圈,后车轮转动的圈数越多,即自行车前进的距离越长。
在爬坡时,自行车受到的摩擦阻力较大,因此需要把后齿轮的半径(动力臂)调整得大一些,以达到相对省力的效果。在下坡时,自行车受到的摩擦阻力较小,此时为了让自行车更快前进,可以将后齿轮的半径调小。
依据文中内容,请回答下列问题:
(1)自行车驱动结构中,前齿轮和脚踏板组成一个 省力 杠杆,后齿轮和后车轮组成一个 杠杆(选填“省力”、“费力”、“等臂” 。
(2)骑自行车时,人脚应该向什么方向用力才能最省力呢? 。请在图2中画出最省力时,人脚对脚踏板的力(作用点面在抑踏板中心),以及这个力对应的力臂.(提示:脚可以向各个方向用力踩脚踏板,脚踏板可以通过旋转来适应脚的用力方向。
(3)爬坡时,应将链条调整至半径较 (选填“大”或“小” 的后齿轮上,从而达到相对省力的目的。
(4)前齿轮和后齿轮在共同工作时,其特征是
.相同时间转过的圈数相同
.相同时间带动链条转动的长度相同
.相同时间转过的圈数和带动链条转动的长度均相同
.相同时间转过的圈数和带动链条转动的长度均不相同
(5)自行车在水平道路上行驶时,后车轮所受的摩擦阻力约为,一辆自行车后车轮的半径约为,若它此时链条挂在中间档位的后齿轮上,其半径为,由于前齿轮与后齿轮由链条连接,所以前、后齿轮受到的链条的拉力相同,若前齿轮的半径为,脚踏板到轴心的长度为,则自行车匀速行驶时,人蹬车的力至少应为 。
【分析】(1)轮轴由轮和轴组成,是变形杠杆,对比杠杆中动力臂和阻力臂的长度大小,可以辨别出是省力还是费力杠杆;
(2)若要找出杠杆最省力的力,根据杠杆平衡条件可知,力臂最大时,所需的力最小;
(3)阻力和阻力臂一定时,增大动力臂可减小动力,达到省力的目的;
(4)观察前齿轮和后齿轮的结构和工作过程,可知两个齿轮转过的角度和链条长度的关系;
(5)对前齿轮和脚踏板构成一个轮轴型的杠杆与后齿轮和后车轮构成另一个轮轴型的杠杆,链条对前齿轮大小是一样的,利用杠杆平衡条件求出人蹬车的力。
【解答】解:(1)题文中已有介绍:自行车的前齿轮和脚踏板构成一个轮轴型的杠杆结构,动力是人给脚踏板的蹬力,阻力是链条对前齿轮的拉力,动力臂是脚踏板到轴心的长度,阻力臂是前齿轮半径,此时动力臂大于阻力臂,因此是一个省力杠杆。自行车的后齿轮和后车轮构成另一个轮轴型的杠杆结构,动力是链条对后齿轮的拉力,阻力是地面给后齿轮的摩擦力,动力臂是后齿轮半径,阻力臂是后车轮半径,此时动力臂小于阻力臂,是一个费力杠杆。
(2)根据杠杆平衡条件可知,当动力臂最长时,需要的动力是最小的,也就是当垂直于脚踏板相连的金属杆时最省力,如下图所示:
(3)对于后轮的费力杠杆,动力是人通过链条传递给后轴的齿轮的力,动力臂是后齿轮的半径;自行车上坡时所受阻力变大,而阻力臂不变,因此,增大动力臂可以减小所施加的动力,故应换用半径较大的后齿轮会相对省力一些。
(4)根据前齿轮和后齿轮的结构可知相同时间带动链条转动的长度相同,因两个齿轮的直径大小不同,所以周长不同,则相同时间转过的圈数一定不相同;故错误,正确。
故选:。
(5)对于后车轮的杠杆,设链条对后齿轮的拉力为,由杠杆平衡条件可得:,
已知,可解得:,链条对前齿轮大小是一样的,
对于前齿轮和脚踏板的杠杆,设人登车的力为,由杠杆平衡条件可得:,
解得:。
故答案为:(1)省力;费力;(2)垂直于脚踏板相连的金属杆方向用力;如上图所示;(3)大;(4);(5)64。
【点评】这是一道信息给予题,要利用题目信息结合杠杆和轮轴的相关知识和公式进行解题。
五、计算题(共25分,22题12分,23题13分)
22.(12分)如图是用动滑轮提升物体的示意图。在竖直向上的拉力的作用下,重为的物体在的时间里,匀速竖直上升了。在此过程中,拉力.绳重、滑轮与轴的摩擦忽略不计。求:
(1)动滑轮对物体所做的功;
(2)拉力的功率;
(3)动滑轮的机械效率;
(4)动滑轮受的重力。
【分析】(1)利用求动滑轮对物体所做的功;
(2)使用动滑轮,,拉力端移动距离,利用求拉力做的总功,再利用求拉力做功功率;
(3)动滑轮的机械效率等于有用功与总功之比;
(4)绳重、滑轮与轴的摩擦忽略不计,拉力,据此求动滑轮重力。
【解答】解:
(1)动滑轮对物体所做的功:
;
(2)使用动滑轮,,拉力端移动距离,
拉力做的总功:
,
拉力做功功率:
;
(3)动滑轮的机械效率:
;
(4)绳重、滑轮与轴的摩擦忽略不计,拉力,
则动滑轮重力:
。
答:(1)动滑轮对物体所做的功为;
(2)拉力的功率为;
(3)动滑轮的机械效率为;
(4)动滑轮受的重力为。
【点评】本题考查了使用动滑轮时有用功、总功、功率、机械效率的计算,明确有用功、总功的含义是关键。
23.(13分)如图所示,装满水的溢水杯总重,水深。将体积为的实心正方体木块轻轻地放入这个装满水的溢水杯中,木块静止时,从杯中溢出水的质量为,取。求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块的密度;
(3)放入木块后,容器底受到水的压强;
(4)通过分析,说明放入木块后,容器对桌面的压力大小(温馨提示:分析过程可利用受力分析图,依据的原理,数学表达式等展示分析过程)。
【分析】(1)已知溢水杯中是装满水的,根据溢出水的质量,利用阿基米德原理即可求出浮力;
(2)木块在水中漂浮,据此求质量,根据求木块的密度;
(3)放入木块后,溢水杯中水的深度不变,根据求容器底受到水的压强;
(4)放入木块后,容器对桌面的压力大小等于原来溢水杯总重和木块重力减去溢出的水的重力。
【解答】解:
(1)根据阿基米德原理可得木块所受的浮力:
;
(2)因为木块在水中漂浮,所以,木块的重力:,
则木块的质量:,
木块的密度:;
(3)放入木块后,溢水杯中水的深度不变,
所以容器底受到水的压强;
(4)放入木块后,容器对桌面的压力大小等于原来溢水杯总重和木块重力减去溢出的水的重力,
木块漂浮在水面上,此时,
即。
答:
(1)木块受到的浮力是;
(2)木块的密度为;
(3)放入木块后容器底受到水的压强为;
(4)放入木块后,容器对桌面的压力大小为。
【点评】本题考查浮力、压强和密度的知识,关键是将课本知识内容记忆清楚,仔细分析即可。
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日期:2020/10/16 1:07:54;用户:初中物理+张天莉;邮箱:younzx8@xyh.com;学号:37084881
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