2021-2022学年山东省菏泽市郓城县八年级(下)期末物理试卷(Word解析版)
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题号
一
二
三
四
五
总分
得分
一、单选题(本大题共12小题,共24.0分)
1. 下列有关力的说法中正确的是( )
A. 摩擦力总是阻碍物体运动的
B. 物体所受重力的方向始终竖直向下
C. 两个物体只要接触,就一定能产生力的作用
D. 漂在液面上的物体不受重力的作用
2. 如图所示,关于游泳过程,下列说法不正确的是( )
A. 运动员向后划水的力大于水对运动员的力
B. 运动员与水之间的作用是相互的
C. 使运动员向前运动的力的施力物体是水
D. 力改变了运动员的运动状态
3. 下列关于惯性说法正确的是( )
A. 高速行驶的火车不容易停下来,说明速度越大惯性越大
B. 宇宙飞船在太空中运行时没有惯性
C. 歼击机在空战时丢掉副油箱是为了减小惯性
D. 抛出去的篮球受到惯性的作用还会在空中运动一段时间
4. 人坐在沙发上比坐在窄木凳上感觉舒服,是因为( )
A. 弹簧的弹力与人体受到的重力平衡 B. 减小了人体受到的压力
C. 减小了人体受到的压强 D. 减小了人体受到的压力和压强
5. 下列现象中没有利用大气压强的是( )
A. 给儿童打疫苗
B. 用吸管喝饮料
C. 盆景自动供水
D. 覆杯实验
6. 如图所示,用手将一个小球由静止竖直向上抛出,小球与手分离后竖直上升的过程中,依次通过A、B、C三个位置,已知小球通过AB段与BC段所用的时间相同,hAB>hBC,C点为小球到达的最高点,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 小球上升过程中机械能增大
B. 小球在C点时处于二力平衡状态
C. 小球在上升过程中动能转化为重力势能
D. 小球在AB段的平均速度小于在BC段的平均速度
7. 如图,碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,下列说法正确的是( )
A. 碗沉入水底时比漂浮在水面上时的浮力小
B. 碗沉入水底时受到的浮力等于它的重力
C. 碗沉入水底时容器对桌面的压强变大了
D. 碗沉入水底时容器底部受到水的压强变大了
8. 如图所示,小刚驾驶电动平衡车在水平路面上做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A. 车轮上有凹凸不平的花纹,是为了增大压强
B. 小刚对平衡车的压力和地面对平衡车的支持力是一对平衡力
C. 平衡车工作时机械能变大
D. 行驶过程中,平衡车对小刚的支持力没有做功
9. 如图所示的工具中,在使用时属于费力杠杆的是( )
A. 羊角锤 B. 核桃夹子
C. 撬棒 D. 食品夹子
10. 2020年11月24日,我国在海南文昌航天发射场用长征五号运载火箭,成功将嫦娥五号探测器送入预定轨道(如图)。不考虑火箭自身质量变化,火箭加速上升过程中下列说法中正确的是( )
A. 重力势能增大,动能减小
B. 机械能保持不变
C. 机械能增大
D. 燃料释放的内能全部转化为火箭的机械能
11. 如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A,已知AB>AC,施加的力分别为F1、F2,拉力做的功为W1、W2,拉力做功的功率分别为P1、P2,则它们的关系正确的是( )
A. F1=F2,W1>W2,P1>P2 B. F1=F2,W1>W2,P1=P2
C. F1
A. 30W B. 45W C. 150W D. 75W
二、填空题(本大题共6小题,共12.0分)
13. 如图所示是足球运动员争抢“头球”时的情景。用力顶球,球向外飞出,这说明力可以改变物体的______,被顶出的足球在空中飞行时,受力______(选填“平衡”或“不平衡”),足球落地后由于______还会继续向前滚动。
14. 如图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案图,与站台连接的轨道有一定坡度。从节能的角度分析,这样的设计可以让列车无动力滑行进站时将______能转化为______能储存起来。
15. 大气压随海拔的升高而______(填“增大”“减小”或“不变”),小力同学将自制气压计如图,从山脚下带到山顶的过程中,玻璃管内的水柱高度______(填“升高”“降低”或“不变”)。
16. 图甲为一辆家庭汽车,当此汽车在水平路面上急速行驶时,车对地面的压力会______(变大/不变/变小)。为了减小上述意外情况的发生,有些跑车为了提高“抓地力”在车尾安装了一种“气流偏导器”,其外形应选用图乙中的______(A/B)。
17. 如图所示,小华正在做俯卧撑,可以将他的身体看作一个杠杆,O为支点,A为他的重心,相关长度已在图中标明,已知他的质量m=60kg,g=10N/kg。小华受到的重力为______N;图示时刻地面对双手的支持力为______N。
18. 如图所示,用沿斜面向上75N的力F将一个重为100N的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端,斜面长5m,高3m,则这个斜面的机械效率是______,物体沿斜面向上运动时受到的摩擦力是______N。
三、作图题(本大题共2小题,共4.0分)
19. 在光滑墙壁上用网兜把足球挂在A点,足球与墙壁的接触点为B,在图中画出足球所受到的力的示意图。
20. 如图甲所示是左侧带书柜的办公桌,我们可以把它想象成一个“杠杆”,办公桌的重心在O点。现在要用一个最小的力将这张办公桌的一端稍抬离地面。请画出最小的F和这个力的力臂l。
四、实验探究题(本大题共3小题,共15.0分)
21. 如图所示是某实验小组探究“液体压强与哪些因素有关”的实验。
(1)如图甲所示,该装置是通过观察U形管的两端液面的______来显示橡皮膜所受压强大小。
(2)比较乙、丙两图,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随液体的______增加而增大。
(3)如果要讨论液体内部压强是否与液体密度有关,应选择______两图进行比较。
(4)如果所用的压强计U形管中的液体可以选择以下三种染色液体,为了使实验现象更明显,你认为应该选择______(选填“水”、“酒精”或“水银”)。(ρ水银>ρ水>ρ酒精)
22. 如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景:
(1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角上的细线分别跨过左右支架上的滑轮,并在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向______,并通过调整______来改变拉力的大小。
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片______(选填“能”或“不能”)平衡,设计此实验步骤的目的是为了探究______。
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小华下一步的操作是:______。
(4)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们都认为小华的实验优于小明的实验,其主要原因是______。
A.减少摩擦力对实验结果的影响 B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡 D.小卡片容易扭转
(5)利用图丙装置______(选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件。
23. 在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中,小明让质量不同的小球从同一斜面的同一高度静止释放,撞击同一木块如图甲所示(忽略小球与接触面的滚动摩擦以及撞击过程中的能量损失)。
(1)该实验是通过观察木块______来反映小球的动能大小;
(2)该实验可以得出结论:速度一定时,质量越大动能就越大,由此结论可以联想到:交通事故的危害程度与______(选填“超载”或“超速”)有很大关系。
(3)小李同学将实验装置改进成图乙所示,用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放,撞击同一木块,将木块撞出一段距离进行比较,可以研究小球的动能大小与______(选填“质量”或“速度”)的关系;
(4)小李觉得利用图乙的装置,还能探究小球的动能大小与质量的关系。只需利用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块;小华觉得将质量不同的小球从同一高度静止释放(图丙)撞击同一木块,也能探究小球的动能大小与质量的关系。______的设计方案不可行(选填“小李”或“小华”),原因是______。
五、计算题(本大题共2小题,共15.0分)
24. 如图,置于水平桌面上的容器装有某种液体,液体的体积为4.0×10-3m3,液体的深度为0.25m,若容器重为20N,底面积为2.0×10-3m2,容器底受到液体的压强为2.5×103Pa求:(g取10N/kg)
(1)液体的密度
(2)距容器底高为0.1m处A点的液体压强。
(3)液体对容器底的压力。
(4)这个装着液体的容器对桌面的压强。
25. 质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼,滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙,机械中摩擦力及绳重忽略不计。(g=10N/kg)
(1)若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m,作用在钢绳上的拉力为400N,求拉力的功率。
(2)求动滑轮受到的重力。
(3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,此滑轮组的机械效率最大值是多少?
答案和解析
1.【答案】B
【解析】
【分析】
此题考查的知识点较多,有摩擦力的方向、重力的方向、力的定义、浮力的产生等,基础性题目。
(1)摩擦力是阻碍物体相对运动的力,不一定是阻碍物体运动的力;
(2)重力的方向永远是竖直向下的;
(3)两个物体相互接触不一定产生力的作用,如磁力;
(4)地球表面及附近的一切物体都受到重力的作用。
【解答】
A.摩擦力是阻碍物体相对运动的力,当摩擦力的方向和物体运动方向相同时,摩擦力是物体前进的动力;当摩擦力的方向和物体运动方向相反时,摩擦力是阻碍物体运动的力,故A错误;
B.物体所受重力的方向始终竖直向下,故B正确;
C.两个物体相互接触不一定产生力的作用,比如放在水平地面相互接触,没有挤压的两个木箱间可以没有作用力,故C错误;
D.地面的物体都受到重力的作用,漂在液面上的物体也受重力的作用,故D错误。
故选B。
2.【答案】A
【解析】解:A.运动员向后划水的力和水对运动员的力是互为相互作用的一对力,两力大小相等,故A错误;
B.运动员向后划水,水给运动员向前的推力,所以运动员与水之间的作用是相互的,故B正确;
C.运动员划水,水会给运动员向前的推力,该力的施力物体是水,故C正确;
D.运动员向后划水,水给运动员向前的推力,水的推力使运动员前进,改变了人的运动状态,故D正确。
故选:A。
(1)互为相互作用的两个力大小相等;
(2)力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的;
(3)力是物体对物体的作用,一个物体是施力物体,一个物体是受力物体;
(4)力的作用效果:一是改变物体的形状,二是改变物体的运动状态。
本题考查力的概念、力的作用效果、相互性,深入理解力的概念以及力的效果,是解答此题的关键。
3.【答案】C
【解析】解:A、高速行驶的火车的质量大,其惯性也大,所以不易停下来,而不是因为其速度大。故A错误;
B、物体的惯性只与物体的质量有关,与所在位置无关。故B错误;
C、惯性与质量有关,质量越大惯性越大。歼击机在空战时丢掉副油箱,总质量减小,所以惯性减小。故C正确;
D、抛出去的篮球由于惯性,要保持原来的运动状态,所以会在空中运动一段时间。故D错误。
故选:C。
惯性不是力,是物体的固有属性,它指的是物体能够保持原来的运动状态的一种性质,惯性大小与物体的质量有关,质量越大,惯性越大。
惯性是物理学中的一个性质,它描述的是物体能够保持原来的运动状态的性质,不能和生活中的习惯等混在一起。
4.【答案】C
【解析】解:人对座位的压力大小等于本身重力,故压力相同,坐沙发身体被包围的面积大,压强就小;
故选项A、B、D错误,选项C正确。
故选:C。
此题是考查通过增大受力面积来减小压强的方法,进行实例分析。
此题主要考查的是增大、减小压强的方法,在平时的学习过程中,要擅于运用物理知识来解释一些日常现象,从而为解答此类题积累经验。
5.【答案】A
【解析】解:A、给儿童打疫苗时,把药液注入肌肉,是靠活塞推进产生的压强,不是利用大气压强,故A符合题意。
B、吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,在外界大气压的作用下,饮料就被压进吸管里,属于大气压的应用,故B不合题意;
C、在一个标准大气压下,大气压可以支持约10.3m高的水柱。瓶中水面能高于盆内水面不会流出来,正是因为盆景中的水与大气相通,是大气压支持着瓶内的水不会流出来,故C不合题意;
D、纸托水杯是因为硬纸板受到了大气压的作用,故D不合题意。
故选:A。
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”。
此类题举出的例子一般都是学生平时接触过的,上课时老师有讲过,或是平时练习时有做过的,所以要在平时学习中多留心这类与物理有关的生活现象。
6.【答案】C
【解析】解:A、不计空气阻力,机械能守恒,所以小球上升过程中,机械能不变,故A错误;
B、小球在C点时只受到重力的作用,故不是平衡状态,故B错误;
C、小球在上升过程中,质量不变,高度增加,速度减小,故重力势能增大,动能减小,属于动能转化为重力势能,故C正确;
D、小球通过AB段与BC段所用的时间相同,hAB>hBC,由v=st可知小球在AB段的平均速度大于在BC段的平均速度,故D错误。
故选:C。
(1)不计空气阻力,机械能守恒,据此分析。
(2)对小球在C点受力分析;
(3)根据小球速度和高度的变化分析能量的转化;
(4)根据路程和时间判断速度的大小。
本题考查了平衡状态的判断、速度大小的比较、机械能的转化与守恒,是一道基础题。
7.【答案】A
【解析】解:AB、碗沉入水底时,浮力小于重力;碗漂浮时,浮力等于自身的重力,由于重力相同,所以漂浮时的浮力大于下沉时的浮力,故A正确,B错误;
C、碗在同一个盛有水的容器中可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,则容器、容器内的水和碗的重力均相同,容器对桌面的压力等于三者的重力之和,所以两种情况下,容器对桌面的压力相同,受力面积不变,根据p=FS知容器对桌面的压强不变,故C错误;
D、漂浮时的浮力大于下沉时的浮力,即据V排=F浮ρ水g可知,小碗浸没后,排开的水的体积减小,水面则下降,根据p=ρgh可知:容器底受到水的压强变小,故D错误。
故选:A。
(1)根据物体浮沉条件判断两种情况下的浮力大小,然后根据阿基米德原理分析出排开液体的体积的变化,而后判断出液面的高度变化,再根据液体压强公式p=ρgh判断容器底部受到水的压强变化;
(2)把容器、容器内的水和碗看作一个整体,则容器对桌面的压力等于三者的重力之和,据此利用压强公式判断容器对桌面的压强大小。
本题考查阿基米德原理和浮沉条件的应用,关键是知道小碗倾斜后沉入水底排开水的体积变小了,碗重力是不变。
8.【答案】D
【解析】解:
A、车轮上有凹凸不平的花纹,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A错误;
B、小刚对平衡车的压力和地面对平衡车的支持力,两个力大小不相等,不是一对平衡力,故B错误;
C、小刚驾驶电动平衡车在水平路面上做匀速直线运动,质量、速度都不变,动能不变;质量不变、高度不变,重力势能不变;动能不变、重力势能不变,没有弹性势能,机械能不变,故C错误;
D、行驶过程中,平衡车对小刚的支持力向上,小刚向上没有移动距离,支持力对小刚没有做功,故D正确。
故选:D。
(1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力可以增大摩擦力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度可以增大摩擦力;
(2)二力平衡的条件:两个力大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于同一物体上;
(3)动能与质量、速度有关,重力势能与质量、高度有关;动能和势能统称为机械能;
(4)做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离。二者缺一不可。
此题以平衡车为载体考查了增大摩擦的方法、平衡力、能量转化和力是否做功的判断等多个知识点,综合性很强,但难度不是很大。
9.【答案】D
【解析】A、羊角锤在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;故A错误;
B、核桃夹子在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;故B错误;
C、撬棒在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;故C错误;
D、食品夹子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆;故D正确。
分析准确题目中工具的动力臂与阻力臂的关系,是判断省力杠杆和费力杠杆的关键。
10.【答案】C
【解析】解:ABC、火箭加速上升阶段,质量不变,速度增大,动能增大;高度增大,重力势能增大;机械能=动能+重力势能,所以机械能增大;故AB错误,C正确;
D、火箭发射过程中燃料燃烧释放的内能不能全部转化为火箭的机械能,还有能量损失,故D错误。
故选:C。
(1)①动能大小跟质量、速度有关。质量一定时,速度越大,动能越大;速度一定时,质量越大,动能越大。
②重力势能大小跟质量、高度有关。质量一定时,高度越高,重力势能越大;高度一定时,质量越大,重力势能越大。
③机械能=动能+重力势能。
(2)燃料燃烧将化学能转化为内能,大部分内能转化成火箭的机械能,一部分散失了。
掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素,能利用控制变量法判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化以及能量转化的应用。
11.【答案】D
【解析】解:
(1)由图知,斜面AB的倾斜角度小于斜面AC,且分别拉动同一物体,所以物体沿AB运动时拉力F1较小,即:F1
(3)从底部匀速拉到顶点A物体的速度相同,且F1
斜面的倾斜角度越小,越省力;
斜面光滑说明摩擦力为0,即使用光滑的斜面没有做额外功。
从底部匀速拉到顶点A物体的速度相同,且F1
12.【答案】D
【解析】解:由图象可知,他的重心移动的最大高度为6cm;
由图分析可知,跳一次的时间为0.4s,则该同学1min内跳了150次,
1min内做的总功:W=Gh=mgnh=50kg×10N/kg×150×0.06m=4500J;
故克服重力做功的平均功率P=Wt=4500J60s=75W。
故选:D。
(1)从图中可以看出他的重心移动的最大高度;
(2)已知物体的质量,根据公式G=mg可求他的体重;从图中可以看出跳一次所用的时间,然后可知1min内跳的次数n,利用W=Gh=mgnh求出1min做的总功,再利用功率的公式P=Wt计算平均功率的大小。
本题考查了重力的计算、功的计算和功率的计算,这就需要学生充分理解重力、功和功率的计算公式,该题的关键是能从图中获取有用的信息,从图中获取最大高度与跳一次所用的时间,这是本题的难点。
13.【答案】运动状态 不平衡 惯性
【解析】解:(1)运动员用力顶球,球向外飞出,足球的运动方向发生改变,说明力可以改变物体的运动状态;
(2)物体处于静止状态或匀速直线运动状态时受力是平衡的,被顶出的足球在空中飞行时,沿弧线在空中做变速运动,其受力是不平衡的;
(3)足球落地后由于惯性要保持原来的运动状态,还会继续向前滚动。
故答案为:运动状态;不平衡;惯性。
(1)力的作用效果有两个:一是改变物体的形状,二是改变物体的运动状态;
(2)物体处于静止状态或匀速直线运动状态时受力是平衡的;
(3)物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性。
理解物体的两个作用效果、平衡力,深入理解惯性概念,可解答此题。
14.【答案】动 重力势
【解析】解:列车进站时爬坡,速度减小,高度增大,通过爬坡将动能转化为重力势能储存起来;出站时下坡,高度降低,速度增大,再将储存的重力势能转化为动能,从而实现了节能。
故答案为:动;重力势。
(1)动能大小的影响因素:质量和速度。质量越大,速度越大,动能越大。
(2)重力势能大小的影响因素:质量和高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。
掌握动能、重力势能大小的影响因素,根据影响因素能判断各种形式的能量转化情况,是解答的关键。
15.【答案】减小 升高
【解析】解:大气压强随着海拔高度的增加而减小;
瓶内的气体是封闭的,从山脚下带到山顶的过程中,外界的气压减小,在里面气体压强的作用下,玻璃管内水柱会上升,玻璃管内水柱的高度升高。
故答案为:减小;升高。
大气压强随着海拔高度的增加而减小,瓶内的气体是封闭的,向上运动时,外界的气压减小,在里面气体压强的作用下,玻璃管内水柱会上升。
此题涉及到大气压与高度的关系,难度不大,是对基础知识的考查。
16.【答案】变小 B
【解析】解:(1)汽车急速行驶时,相同时间内,空气经过上方的路程长、流速大,压强小;经过下方的路程短、流速小,压强大,对汽车产生向上的升力,汽车对路面的压力变小,小于汽车的重力,车容易失控;
(2)“气流偏导器”的上表面平直、底部呈弧形凸起,当跑车高速行驶时,偏导器上方的空气流速小、压强大,下方的空气流速大、压强小,产生一个向下的压强差,增加轿车对地面的压力,提高车轮的抓地性能,故应选B。
故答案为:变小;B。
(1)流体压强与流速的关系:流体流速越快的地方,压强越小。
车子静止在水平面上,车子对路面的压力等于重力;当上凸下平的车子快速行驶时,根据流体压强与流速的关系,产生对汽车的升力,车子对地面压力减小。
(2)要产生向下的压力,导流板横截面的形状就应跟汽车的形状相反--上平下凸,使上方的空气流速小、压强大。
本题通过生活中的具体实例,考查了流体压强与流速的物理知识,要求学生对所学的知识熟练掌握并能学以致用。
17.【答案】600 400
【解析】解:(1)小华受到的重力G=mg=60kg×10N/kg=600N;
(2)由图可知,动力臂L1=100cm+50cm=150cm,阻力臂L2=100cm;
根据杠杆平衡的条件可得:FL1=GL2,
代入数据可得:F×150cm=600N×100cm,
解得F=400N。
故答案为:(1)600;(2)400。
(1)已知质量,利用G=mg求解重力;
(2)先确定动力臂、阻力臂,再根据杠杆的平衡条件求解支持力F。
本题考查了重力公式、杠杆平衡条件的应用,关键是从图中找出动力臂和阻力臂。
18.【答案】80% 15
【解析】解:拉力做的有用功:
W有=Gh=100N×3m=300J,
拉力做的总功:
W总=Fs=75N×5m=375J,
斜面的机械效率:
η=W有用W总=300J375J×100%=80%;
(2)克服摩擦力所做的额外功:
W额=W总-W有=375J-300J=75J,
由W=fs可得,物体受到的摩擦力:
f=W额s=75J5m=15N。
故答案为:80;15。
(1)知道物体的重力和提升的高度,根据W=Gh求出有用功,再根据W总=Fs求出拉力做的总功,斜面的机械效率等于有用功与总功之比;
(2)总功减去有用功可得克服摩擦力所做的额外功,再根据W=fs求出物体受到的摩擦力。
本题考查了使用斜面时有用功、总功、机械效率、摩擦力的计算,知道额外功为克服摩擦力所做的功是关键。
19.【答案】
【解析】
【分析】
本题首先知道重力、拉力和支持力的三要素,作用点均在重心上,重力方向竖直向下,拉力沿悬绳方向向上,支持力垂直于接触面,方向水平向左;其次会用力的示意图把重力拉力和支持力的三要素表示出来。
作力的示意图,要用一条带箭头的线段表示力,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,起点或终点表示力的作用点。
【解答】
在光滑墙壁上用网兜把足球挂在A点,足球受到重力、拉力和支持力的作用;
重力从重心竖直向下画,标出重力的符号G;拉力从重心沿绳斜向上画,标出符号F;支持力从重心垂直于接触面水平向左画,标出符号F支,如图所示:
。
20.【答案】解:以左端与地面接触点为支点,连接支点与右端上端点为力臂L,过作用点作出动力,如下图所示:
【解析】(1)办公桌的左侧带书柜,说明左侧比右侧重,因此要省力,必须抬起右侧;
(2)根据力臂的正确画法进行作图,以左端与地面的接触点为支点O,连接支点动力的作用点就是力臂,过动力作用点作垂直于力臂的动力即可。
(1)力臂为支点到力的作用线的距离,是一条垂线段,不是直线;
(2)最小力问题,可以转化为最大动力臂问题,往往支点和动力作用点的连线作为动力臂最长。
21.【答案】高度差 深度 丙、丁 酒精
【解析】解:(1)压强计测量液体压强时,就是靠U形管两侧液面高度差来体现压强大小的,液面高度差越大,说明液体压强越大;
(2)比较乙、丙两图知,液体的密度相同,深度不相同,且深度越大,U形管液面的高度差越大,故可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部的压强随液体深度的增加而增加;
(3)如果要探究液体内部的压强是否与液体的密度有关,应控制液体的深度相同,改变液体的密度,可以选择丙、丁两图进行比较;
(4)根据p=ρgh可知,在液体压强相同时,要使h越大,则液体密度应更小,所以酒精密度最小,最合适。
故答案为:(1)高度差;(2)深度;(3)丙、丁;(4)酒精。
(1)液体压强计就是利用U形管中液面的高度差来体现压强的,压强越大,U形管液面高度差越大;
(2)(3)液体内部的压强与液体的深度和密度都有关系,在实验中,应控制其中的一个量保持不变,才能观察压强与另一个量的关系,从控制变量法的角度可判断此题的实验过程;
(4)观察液体内部压强,运用了转换的思想,为了使观察结果更明显,根据p=ρgh来选择合适的液体。
本题考查探究“影响液体内部压强的因素”的有关实验,并考查控制变量法的使用,难度不大。
22.【答案】相反 钩码个数 不能 不在同一直线上的两个力能否平衡 将卡片剪成两半 A 能
【解析】解:
(1)小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码,两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力,拉力的大小等于钩码的重力,钩码的数量越多,拉力就越大;
(2)小卡片转过一个角度,小卡片两端的拉力就不在一条直线上,纸片就会转动,说明了不在同一直线上的两个力不能平衡;
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,应该用剪刀把小卡片剪成两个更小的卡片,观察两个更小卡片是否平衡;
(4)小明将木块放在水平桌面上,木块和水平桌面上间的摩擦力较大,就会影响实验效果(当木块两端的拉力相差很小时,因为受到摩擦力的作用,木块保持平衡);故选A;
(5)因为小卡片很轻,左右两侧各通过一个定滑轮,定滑轮的位置虽然不等高,但是当两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一个物体上时,小卡片还是处于静止状态,照样能完成实验;
故答案为:(1)相反;钩码个数;(2)不能;不在同一直线上的二力能否平衡;
(3)把小卡片剪为两半;(4)A;(5)能。
(1)钩码由于重力的作用,会对小卡片施加一个拉力的作用,左端的钩码对小卡片施加一个向左的拉力,右端的钩码对小卡片施加了一个向右的拉力,拉力的大小等于钩码的重力;
(2)小卡片转过一个角度,小卡片上受到的两个拉力就不在一条直线上,是验证不在同一直线上两个力是否平衡;
(3)探究二力平衡时,验证两个力需要作用在同一个物体上,可以把小卡片分成两半变成两个物体;
(4)小明将木块放在水平桌面上,木块在水平桌面上静止或运动都可能受到摩擦力的作用,就会影响实验效果;
(5)只要能到达平衡力的四个条件,就可以研究。
此题探究的是二力平衡的条件,注意从二力平衡的四个条件进行分析;二力平衡是初中物理力学中的难点,也是一个重点需要掌握。
23.【答案】木块移动的距离 超载 速度 小李 木块移动的距离相等
【解析】解:(1)实验中通过比较滚下的小球撞击木块移动的距离,来比较小球动能的大小。在同样的平面上木块被撞得越远,小球的动能就越大;这里用到的物理学研究问题的方法是转换法;力是改变物体运动状态的原因,木块最终会停下来的主要原因是受到摩擦力的作用;
(2)速度一定时,质量越大动能就越大;当汽车超载时,在速度一定的情况下,由于汽车的质量变大了,其动能越大,越容易发生危害较大的事故;
(3)用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放,撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来,而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关,故弹簧的弹性势能不相同,小球与弹簧分开后获得的初速度不同,而小球的质量相同,故可以研究小球的动能大小与速度的关系;
(4)小李的方案:若用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放,撞击同一木块,撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来,而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关,故弹簧势能相同,转化出的动能相同,因此,木块最终移动的距离相同,这样是不能完成实验目的;
小华的方案:将质量不同的小球从同一高度静止释撞击同一木块,撞击前小球的初速度相同,质量不同,则小球碰撞木块后,木块获得的速度不同,木块滑出的距离也不同,能反映碰撞前小球的动能大小,故能探究小球的动能大小与质量的关系。
故答案为:(1)木块移动的距离;(2)超载;(3)速度;(4)小李;木块移动的距离相等。
(1)实验中运用转换法来研究小球动能的大小,即观察小球撞击木块移动的距离远近;
(2)动能的大小与质量、速度有关,实验中采用的是控制变量法;在质量一定时,速度越大,动能越大,在速度一定时,质量越大,动能越大;
(3)弹簧的弹性势能转化为小球的动能,小球的动能转化为木块的动能;
(4)结合控制变量法的要求,看是否合理的控制了相关变量,并改变了要研究的变量,这样才能知道是否符合实验要求。
动能的大小与物体的质量和速度有关,注意控制变量法的应用,动能的大小通过小小球撞击木块的距离来反映动能的大小,体现了转换法。
24.【答案】解:(1)由p=ρgh可得,液体的密度:
ρ=pgh=2.5×103Pa10N/kg×0.25m=1×103kg/m3;
(2)距容器底高为0.1m处A点的深度:
hA=0.25m-0.1m=0.15m,
A点的液体压强:
pA=ρghA=1×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1.5×103Pa;
(3)由p=FS可得,液体对容器底的压力:
F=pS=2.5×103Pa×2.0×10-3m2=5N;
(4)由ρ=mV可得,液体的质量:
m=ρV=1×103kg/m3×4.0×10-3m3=4kg,
液体的重力:
G=mg=4 kg×10N/kg=40N,
这个装着液体的容器对桌面的压力:
F'=G+G容=40N+20N=60N,
这个装着液体的容器对桌面的压强:
p'=F'S=60N2.0×10-3m2=3×104Pa。
答:(1)液体的密度为1×103kg/m3;
(2)距容器底高为0.1m处A点的液体压强为1.5×103Pa;
(3)液体对容器底的压力为5N
(4)这个装着液体的容器对桌面的压强为3×104Pa。
【解析】(1)知道容器底受到液体的压强,根据p=ρgh求出液体的密度;
(2)根据题意求出距容器底高为0.1m处A点的深度,利用p=ρgh求出A点的液体压强;
(3)利用p=FS求出液体对容器底的压力;
(4)根据ρ=mV求出液体的质量,根据G=mg求出液体的重力,这个装着液体的容器对桌面的压力等于水和容器的重力之和,利用p=FS求出这个装着液体的容器对桌面的压强。
本题考查了液体压强公式和密度公式、重力公式、压强定义式的应用等,
25.【答案】解:
(1)由图可知,n=3,则绳端移动的距离:
s=nh=3×6m=18m,
拉力做的功:
W=Fs=400N×18m=7200J,
拉力的功率:
P=Wt=7200J60s=120W;
(2)由图乙可知,物重G=300N时,滑轮组的机械效率η=60%,
因机械中摩擦力及绳重忽略不计,克服物重做的功为有用功,克服动滑轮重力和物重做的功为总功,
所以,滑轮组的机械效率:
η=W有W总=Gh(G+G动)h=GG+G动=300N300N+G动=60%,
解得:G动=200N;
(3)已知工人的质量为60kg,则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,绳子的最大拉力:F大=G人=m人g=60kg×10N/kg=600N,
由F=1n(G+G动)可得,提升的最大物重:G大=nF大-G动=3×600N-200N=1600N,
则滑轮组的最大机械效率:η大=G大G大+G动×100%=1600N1600N+200N×100%≈88.9%。
答:(1)拉力的功率为120W;
(2)动滑轮受到的重力为200N;
(3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,此滑轮组的机械效率最大值是88.9%。
【解析】本题考查了影响滑轮组机械效率的因素和做功公式、功率公式、机械效率公式、滑轮组绳子拉力公式的综合应用,要注意绳子的最大拉力和人的重力相等。
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