山东省淄博市高青县2021-2022学年八年级下学期期末考试物理试题 (word版含答案)
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这是一份山东省淄博市高青县2021-2022学年八年级下学期期末考试物理试题 (word版含答案),共34页。试卷主要包含了选择题,理解与应用,实验与探究,计算题等内容,欢迎下载使用。
2021-2022学年山东省淄博市高青县八年级(下)期末物理试卷
一、选择题(下列每题各只有一个正确答案,请将其序号填入答案栏中相应题号下。选对一题得2分,多选、错选均不得分,共30分)
1.下列是功率单位的是( )
A.N•m B.N/m2 C.J/s D.J•s
2.如图所示,用力将图钉缓慢按进墙壁,忽略图钉的质量,下列说法正确的是( )
A.手指对钉帽的压力小于墙壁对钉尖的力
B.手指对钉帽的压力大于钉尖对墙壁的压力
C.手指对钉帽的压强等于钉尖对墙壁的压强
D.手指对钉帽的压强小于钉尖对墙壁的压强
3.在“探究影响压力作用效果的因素”实验时,某同学做了如下图所示的实验,下列说法正确的是( )
A.通过观察海绵被压下的深浅来显示压力的作用效果,这种实验方法叫类比法
B.探究压力作用效果与压力大小关系时,控制受力面积不变,这是运用了转换法
C.蚊子尖尖的口器可以插入皮肤吸吮血液,利用了乙、丙的实验结论
D.交通管理部门通过限载来控制货车对路面压强的大小,利用了甲、丙的实验结论
4.(2分)如图所示,红色的水从塑料瓶侧壁的两个小孔喷出。下列说法正确的是( )
A.水从塑料瓶侧壁的孔中喷出是因为受到重力作用
B.两孔中喷出的水远近不同,说明液体内部压强的大小跟液体的密度有关
C.若两孔大小相同,则相同时间内两个小孔流出的水的质量一样多
D.若将塑料瓶装满水后并拧紧瓶盖,水不会从小孔中喷出
5.(2分)关于物体所受的浮力,下列说法中正确的是( )
A.漂浮的物体比沉底的物体受到的浮力大
B.物体的密度越大,受到的浮力越小
C.物体排开水的体积越大,受到的浮力越大
D.浸没在水中的物体受到的浮力与深度有关
6.(2分)如图所示,两个质量相等、底面积不等的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装有质量相等的两种液体,两个相同的小球分别放入容器中,一个漂浮,一个沉底。甲、乙两图中小球所受浮力分别为F1和F2,容器对桌面的压强分别为p1和p2.下列说法正确的是( )
A.F1>F2 p1>p2 B.F1>F2 p1<p2
C.F1<F2 p1>p2 D.F1<F2 p1<p2
7.(2分)如图,把小石块挂在弹簧测力计上,示数为2.5N,再将石块浸没在盐水中,示数变为1.5N,利用以上信息能求解的物理量是( )
A.石块的体积 B.排开盐水的重
C.石块的密度 D.盐水的密度
8.(2分)小清河自发掘至今已有900多年的历史,历史上曾经是繁盛一时的航运水道,2019年小清河复航工程确定为我国第一个内河航道的PPP项目,项目集航运、防洪、生态、环保、旅游于一体,今年底主体完工。如图所示,在河道清淤工作时,利用起重机将较重的挖掘机放入河道内。工作时,下列操作可能造成起重机侧翻的是( )
A.放长吊绳 B.缩短吊绳 C.伸长吊臂 D.缩短吊臂
9.(2分)物体在自由下落过程中运动速度会越来越快。一小球由A点自由下落,经过B、C两个位置,且AB=BC,如图所示。小球重力在AB、BC段做功分别为WAB、WBC,功率分别为PAB、PBC,则( )
A.WAB>WBC B.WAB<WBC C.PAB>PBC D.PAB<PBC
10.(2分)如图所示,置于斜面顶端的物体,分别沿ab、ac、ad三条不同路径滑到b、c、d三个位置时,若不计摩擦和空气阻力,下列分析正确的是( )
A.物体在下滑过程中没有力对它做功
B.物体到达b、c、d三个位置时速度相同
C.物体在下滑过程中机械能逐渐减小
D.物体无论在斜面还是水平地面上,对接触面产生的压强相等
11.(2分)用四个完全相同的滑轮,组装成两套滑轮组用它们匀速提升同一物体时,其拉力分别为F1、F2,滑轮组的机械效率分别为η1、η2,如图所示,不计绳重和摩擦,下列选项中正确的是( )
A.F1>F2,η1>η2 B.F1=F2,η1=η2
C.F1<F2,η1>η2 D.F1<F2,η1=η2
12.(2分)下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是( )
A.功率小的机器做功慢
B.做功多的机器机械效率一定高
C.机械效率高的机器功率一定大
D.功率大的机器做功时间一定短
13.(2分)2022年6月5日10时44分,搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约7小时后成功对接天和核心舱,航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲进入天和核心舱,并将按计划开展相关工作。对飞船在离地加速上升的过程中能量的变化,说法正确的是( )
A.动能减小 B.重力势能不变
C.动能转化为重力势能 D.机械能增加
14.(2分)如图所示是小英在大课间参加阳光体育活动时的情景,键子某次被踢出后,竖直上升经过某一位置时,键子的动能和重力势能与下落经过同一位置时键子的动能和重力势能相比较( )
A.动能增大 B.动能减小
C.重力势能增大 D.重力势能减小
15.(2分)下列是对有关数据的估计,与实际情况相符的是( )
A.一位中学生双脚站立时对地面的压强约为1000Pa
B.一位成年人在游泳,他漂浮时受到的浮力约为65N
C.一位中学生从一楼爬到三楼所做的功大约是3000J
D.一位跳绳满分的同学做功的功率大约是500W
二、理解与应用(每空1分,图4分,共18分)
16.(2分)夏季,是到高青观赏黄河最美的时节,这里一点都不热。很多游客会想,如果触摸一下黄河的水,究竟是什么感觉呢?也许,那会是一种,冰冷的,死亡的感觉吧!黄河由于水流快慢不均的原因,会形成一定的漩涡,如果你下水的话,很容易就被卷进漩涡里,如图所示,是河水中的漩涡。漩涡边沿水的流速相对中心处的流速较 ,压强较 ,从而形成压力差,导致周边物体易被“吸入”漩涡。(温馨提示:严禁学生私自下河游泳)
17.(5分)排水量为1000t的轮船在河水中航行,满载时受到的浮力为 N,船排开河水的体积是 m3,如果船从河里开到海里,它所受的浮力将 (填“变大”、“变小”或“不变”),排开水的体积 (填“变大”、“变小”或“不变”),船将 (“上浮”或“下沉”)一些。(ρ河水=1g/cm3,ρ海水=1.03g/cm3,g=10N/kg)
18.(3分)如图所示,用20N的水平拉力F拉着重80N的物体在10s内沿水平方向前进了50cm,则拉力做的功为 J,拉力的功率为 W,重力做了 J的功。
19.(4分)工人师傅搬运货物时,在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面,将地面上的货物沿斜面匀速拉上车厢用时15s.已知车厢高1.5m,木板长3m,货物质量为60kg,沿斜面所用的拉力为400N,则工人师傅所做的有用功为 J,工人师傅做功的功率为 W,该斜面的机械效率为 ,货物所受的摩擦力为 N.(g取10N/kg)
20.(2分)请画出门手柄受到的压力F的力臂。
21.(2分)如图所示,小球在水中正在上浮,请画出小球的受力示意图。
三、实验与探究(每空1分,23题中作图1分,共26分)
22.(8分)“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,创造了10909m的中国载人深潜新纪录,标志着我国在载人深潜领域达到世界领先水平。这激发了小杨同学探究液体内部压强的兴趣,实验如图所示。
(1)图甲是U形管压强计,金属盒上的橡皮膜应该选用 (选填“薄”或“厚”)一些的较好,从结构来看,压强计 (选填“是”或“不是”)连通器。实验中液体压强的大小变化是通过比较U形管两侧液面 的变化来反映的,将探头放进盛水的容器中,探头的橡皮膜受到水的压强会 (填“内凹”或“外凸”)。
(2)比较图乙、丙两次实验可知:同种液体内部压强与液体的 有关;比较乙,丁两次实验可得出 。
(3)根据液体内部压强的规律可知,“奋斗者”号深潜到10000m时每平方米的舱体受到的海水压力为 N(取ρ海水=1.03g/cm3)。
(4)若图丁的实验中U形管左右两侧水面的高度差为5cm,则橡皮管内气体的压强与管外大气压之差为 Pa。
23.(11分)某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示,实验装置如图所示。
实验次数
钩码重量G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
2.7
0.2
0.74
2
4
0.1
1.8
0.3
0.74
3
8
0.1
3.1
0.3
0.86
4
8
0.1
2.5
0.4
(1)实验中应沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计。
(2)小组同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法 (选填“正确”或“不正确”),因为他没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响。
(3)根据表中第4次实验数据是用图 做的实验,机械效率是 。
(4)通过比较 两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高。(填实验次数的序号)
(5)通过比较 两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组机械效率与绳子段数无关。比较 两次实验数据得出,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低。(填实验次数的序号)
(6)若不计绳重及摩擦阻力,在第1、2次实验中,动滑轮重力是 N。
(7)测量绕法确定的滑轮组的机械效率,钩码上升的高度和绳端移动距离 (填“可以不测量”或“一定要测量”)。
(8)有的同学认为:“机械越省力,它的机械效率越高”。分析表中数据,你认为这句话是 (填“正确”或“错误”)的。
24.(7分)在研究“物体动能与质量和速度的关系”实验中,将钢球从某一高度由静止释放,钢球摆到竖直位置时,撞击水平木板上的木块,将木块撞出一段距离。
实验次数
钢球质量m/g
钢球下摆高度g/cm
木块滑行距离s/cm
1
20
30
35
2
40
30
65
3
60
30
(1)本实验使钢球从高处摆下,实质是 能转化为 能。
(2)从上表数据可以看出,实验中控制了 相同,从而探究动能与 的关系。
(3)第3次实验时,木块被撞后滑出木板无法记录数据,需要重做第三次实验,甲同学建议换用同样较长的木板,乙同学建议换一个较大的木块,丙同学建议降低钢球下摆的高度,你认为应当采用 同学的建议。
(4)由上述实验数据和现象可得出结论: 。
(5)通过本实验我们知道汽车 (选填“超载”或“超速”)会使汽车动能变大,带来很大的交通隐患。
四、计算题(25题8分,26题8分,共16分)
25.(8分)小刚用同一物体进行了以下实验。实验中,保持物体处于静止状态,弹簧测力计的示数如图所示。请根据图中信息,求:(g取10N/kg)
(1)物体在水中受到的浮力?
(2)物体的密度?
(3)某液体的密度?
26.(8分)为把100N重的沙子运上三楼,小明同学想到了三种方法如图所示,求:
(1)哪种方法最省力,哪种方法机械效率最高;
(2)方法一中小明用时15s,则他所做有用功的功率;
(3)不计绳重和摩擦,方法三中动滑轮的机械效率(精确到1%)。
2021-2022学年山东省淄博市高青县八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(下列每题各只有一个正确答案,请将其序号填入答案栏中相应题号下。选对一题得2分,多选、错选均不得分,共30分)
1.(2分)下列是功率单位的是( )
A.N•m B.N/m2 C.J/s D.J•s
【分析】在国际单位中,功率的基本单位是瓦特,是用科学家瓦特的名字命名的,符号是W。若物体1s内做功1J,则物体的功率为P===1J/s=1W,生活中还有常用单位kW。
【解答】解:A、N是力的基本单位,m是长度的基本单位,由公式W=Fs知,N•m是功的单位,故A不符合题意;
B、N是力的基本单位,m2是面积的基本单位,由公式p=知,N/m2是压强的单位,故B不符合题意;
C、若物体1s内做功1J,则物体的功率为P===1J/s=1W,可见J/s,也就是瓦,是功率的单位,故C符合题意;
D、J•s目前为止不是物理量的单位,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】物理学中各个物理量都有自己的符号和国际单位,不要将各符号和各单位相互混淆。
2.(2分)如图所示,用力将图钉缓慢按进墙壁,忽略图钉的质量,下列说法正确的是( )
A.手指对钉帽的压力小于墙壁对钉尖的力
B.手指对钉帽的压力大于钉尖对墙壁的压力
C.手指对钉帽的压强等于钉尖对墙壁的压强
D.手指对钉帽的压强小于钉尖对墙壁的压强
【分析】利用以下知识分析解答:
(1)固体可以传递力;
(2)平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
(3)根据p=可知,压力相同时,受力面积越大,压强越小。
【解答】解:
AB、用手给钉帽施加压力,根据力的作用是相互的,所以手指对钉帽的压力等于钉尖对墙壁的压力,根据力的作用是相互的,指对钉帽的压力等于墙壁对钉尖的压力,故B错误;
手指对钉帽的压力等于钉尖对墙壁的压力,而钉尖对墙壁的压力等于墙壁对钉尖的压力,所以,手指对钉帽的压力等于墙壁对钉尖的压力。故A错误;
CD、手指对钉帽的压力等于钉尖对墙壁的压力,而钉帽的面积较大,即受力面积较大,根据p=可知,手指对钉帽的压强小于钉尖对墙壁的压强。故C错误,D正确。
故选:D。
【点评】此题考查压力及重力与压力的区别、相互作用力和压强的大小比较,难度不大,关键是知道固体可以传递。
3.(2分)在“探究影响压力作用效果的因素”实验时,某同学做了如下图所示的实验,下列说法正确的是( )
A.通过观察海绵被压下的深浅来显示压力的作用效果,这种实验方法叫类比法
B.探究压力作用效果与压力大小关系时,控制受力面积不变,这是运用了转换法
C.蚊子尖尖的口器可以插入皮肤吸吮血液,利用了乙、丙的实验结论
D.交通管理部门通过限载来控制货车对路面压强的大小,利用了甲、丙的实验结论
【分析】(1)物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。
(2)物理量受多个因素影响时,探究物理量和其中一个因素的关系时,控制其它因素不变,这种方法是控制变量法。
(3)在压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(4)在受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显。
【解答】解:A、通过观察海绵被压下的深浅来显示压力的作用效果,这是转换法,故A错误。
B、压力作用效果跟压力大小和受力面积大小有关。探究压力作用效果与压力大小关系时,控制受力面积不变,这是控制变量法,故B错误。
C、乙和丙图,是在压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显,可以解释蚊子尖尖的口器可以插入皮肤吸吮血液,故C正确。
D、甲和乙图,是在受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显,可以解释交通管理部门通过限载来控制货车对路面压强的大小,故D错误。
故选:C。
【点评】本题通过控制变量法和转换法考查了压力大小的影响因素,并且用所得结论解释生活中的问题,体现了学以致用的目的。
4.(2分)如图所示,红色的水从塑料瓶侧壁的两个小孔喷出。下列说法正确的是( )
A.水从塑料瓶侧壁的孔中喷出是因为受到重力作用
B.两孔中喷出的水远近不同,说明液体内部压强的大小跟液体的密度有关
C.若两孔大小相同,则相同时间内两个小孔流出的水的质量一样多
D.若将塑料瓶装满水后并拧紧瓶盖,水不会从小孔中喷出
【分析】(1)根据液体压强的特点并结合图中水流情况可以解答此题;
(2)液体压强与液体的密度和深度有关,液体的密度相同时,深度越深,液体压强越大;
(3)根据压强大小判断两小孔中水的流速,判断流出水的质量;
(4)从大气压的角度进行解答。
【解答】解:
A、图中红色的水从塑料瓶侧壁的两个小孔喷出,说明水对容器侧壁有压强,故A错误;
B、由图可知,小孔位置越低,水的深度越深,水喷出得越远,表示水的压强越大,说明液体内部压强的大小跟液体的深度有关,故B错误;
C、小孔位置越低,水的深度越深,压强越大,则水的流速越大,若两孔大小相同,则相同时间内流出水的质量越大,故C错误;
D、若将塑料瓶装满水后并拧紧瓶盖,因为虽然两孔和空气接触部分都有大气压存在,但是,下面孔表面的水还有一段液注高的压强(上下两孔之间的液注高度差产生的液体压强),所以下面孔会有水流出,上面的孔会有空气进入,不会有水流出,故D正确。
故选:D。
【点评】本题以矿泉水瓶为载体考查了学生对液体压强的特点和大气压的理解,为基础题。
5.(2分)关于物体所受的浮力,下列说法中正确的是( )
A.漂浮的物体比沉底的物体受到的浮力大
B.物体的密度越大,受到的浮力越小
C.物体排开水的体积越大,受到的浮力越大
D.浸没在水中的物体受到的浮力与深度有关
【分析】解答本题可根据阿基米德原理去分析,阿基米德原理告诉我们:浸在液体中的物体所受的浮力大小等于它排开的液体受到的重力。
【解答】解:由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物体浸在液体中所受的浮力大小只与液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关,而与其它因素都无关,所以选项A、B、D都是错误的;
当液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大;当物体排液体积相同时,液体密度越大,受到的浮力越大。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对浮力大小与哪些因素有关是否有清楚的了解,理解阿基米德原理是了解浮力大小与哪些因素有关的关键。一些学生会对选项A的判断并不是很清楚,误以为漂浮的物体比沉底的物体受到的浮力大,这是受了直观感觉的影响,分析是有片面性的。其实判断不同物体受到的浮力大小是不能靠物体的浮沉情况来判断的,因为一个物体漂浮在液面上,是因为该物体受到的浮力等于该物体的重力,而另一个物体沉底,是因为该物体受到的浮力小于该物体的重力,而对于这两个物体中哪个物体受到的浮力大,我们仍然还是不能比较出来。在这儿我们可举一例,说明漂浮的物体受到的浮力不一定比沉底的大,如一个乒乓球漂浮在水面上,一个巨大的铁块沉底,虽然铁块沉底,但它受到的浮力要远大于乒乓球。
6.(2分)如图所示,两个质量相等、底面积不等的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装有质量相等的两种液体,两个相同的小球分别放入容器中,一个漂浮,一个沉底。甲、乙两图中小球所受浮力分别为F1和F2,容器对桌面的压强分别为p1和p2.下列说法正确的是( )
A.F1>F2 p1>p2 B.F1>F2 p1<p2
C.F1<F2 p1>p2 D.F1<F2 p1<p2
【分析】(1)根据相同的小球在液体中的状态,首先判断小球重力和浮力的关系,然后比较浮力大小。
(2)容器对水平桌面的压力等于容器的重、液体重、小球重之和,受力面积不同,然后根据压强公式判断压强大小。
【解答】解:(1)小球在甲液体中漂浮,小球受到的浮力等于重力即F1=G,
小球在乙液体中沉底,小球受到的浮力小于重力即F2<G,
小球的重力不变,所以小球在甲液体中受到的浮力大于小球在乙液体中的浮力,即F1>F2。
(2)甲乙图中容器重、液体重、小球重都相等,所以容器对水平桌面的压力相等,即F甲=F乙,
因为,S甲>S乙,
根据压强公式p=得,p1<p2。
故选:B。
【点评】本题的关键是容器放在水平桌面上,容器对水平桌面的压力等于容器的重、液体重、小球重之和。
7.(2分)如图,把小石块挂在弹簧测力计上,示数为2.5N,再将石块浸没在盐水中,示数变为1.5N,利用以上信息能求解的物理量是( )
A.石块的体积 B.排开盐水的重
C.石块的密度 D.盐水的密度
【分析】把小石块挂在弹簧测力计上,示数为2.5N,则石块的重力为2.5N,再将石块浸没在盐水中,示数变为1.5N,根据称重法可知石块所受浮力;据阿基米德原理可知排开盐水的重力。
【解答】解:把小石块挂在弹簧测力计上,示数为2.5N,则石块的重力为2.5N,
再将石块浸没在盐水中,示数变为1.5N,根据称重法可知石块所受浮力F浮=G﹣F示=2.5N﹣1.5N=1N;
根据阿基米德原理可知排开盐水的重G排=F浮=1N。
由于条件有限,无法计算石块的体积、密度和盐水的密度。
故选:B。
【点评】本题考查浮力计算的有关问题,需灵活运用相关公式进行解题。
8.(2分)小清河自发掘至今已有900多年的历史,历史上曾经是繁盛一时的航运水道,2019年小清河复航工程确定为我国第一个内河航道的PPP项目,项目集航运、防洪、生态、环保、旅游于一体,今年底主体完工。如图所示,在河道清淤工作时,利用起重机将较重的挖掘机放入河道内。工作时,下列操作可能造成起重机侧翻的是( )
A.放长吊绳 B.缩短吊绳 C.伸长吊臂 D.缩短吊臂
【分析】根据杠杆的平衡条件动力乘动力臂与阻力乘阻力臂的大小变化判断起重机的情况。
【解答】解:放长、缩短吊绳,不会改变力、力臂的大小,不会造成起重机侧翻;
开始时,杠杆平衡,动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂,当伸长吊臂时,阻力不变,阻力臂变长,阻力与阻力臂乘积变大,动力和动力臂都不变,即动力乘动力臂大于阻力乘阻力臂,起重机容易倾翻;
故C正确。
故选:C。
【点评】本题根据杠杆的平衡条件来分析,主要考查力臂的变化。
9.(2分)物体在自由下落过程中运动速度会越来越快。一小球由A点自由下落,经过B、C两个位置,且AB=BC,如图所示。小球重力在AB、BC段做功分别为WAB、WBC,功率分别为PAB、PBC,则( )
A.WAB>WBC B.WAB<WBC C.PAB>PBC D.PAB<PBC
【分析】已知AB=BC,根据W=Gh可知这两段物体做的功相等;因小球在自由下落时做加速下落运动,所以根据速度公式可知经过相同路程的时间关系,再根据功率公式得出它们的功率关系。
【解答】解:由题知,AB=BC,小球的重力不变,根据W=Gh可知,小球重力在AB段和BC段做的功相等,即WAB=WBC;
由于小球在自由下落时做加速运动,
根据t=可知,小球在BC段运动的时间短,
根据公式P=可知,小球在AB段重力做功的功率小于BC段重力做功的功率,即PAB<PBC。
故选:D。
【点评】本题考查了做功公式、功率公式的灵活运用,关键是知道自由下落物体的运动是加速下落。
10.(2分)如图所示,置于斜面顶端的物体,分别沿ab、ac、ad三条不同路径滑到b、c、d三个位置时,若不计摩擦和空气阻力,下列分析正确的是( )
A.物体在下滑过程中没有力对它做功
B.物体到达b、c、d三个位置时速度相同
C.物体在下滑过程中机械能逐渐减小
D.物体无论在斜面还是水平地面上,对接触面产生的压强相等
【分析】(1)做功的条件:有力,且物体在力的方向上通过了距离;
(2)(3)不计摩擦和空气阻力时,物体下降时,重力势能全部转化为动能;动能的大小与质量、速度有关;
(4)根据p=分析压强的大小关系。
【解答】解:
A、物体在下滑过程中,在重力的方向上通过了距离,所以重力对物体做了功,故A错误;
BC、不计空气阻力和物体与斜面之间的摩擦,物体在运动过程的机械能是守恒的,保持不变;物体沿不同的斜面滑下时,重力势能全部转化为动能。在顶端的重力势能相同,到达斜面底端的动能相同,物体的质量不变,所以速度相同,故B正确,C错误;
D、物体在斜面上和水平面上时,对接触面的压力不同,受力面积相同,根据p=可知,对接触面产生的压强不同,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了做功的条件、机械能的转化和守恒、压强的大小,属于基础题。
11.(2分)用四个完全相同的滑轮,组装成两套滑轮组用它们匀速提升同一物体时,其拉力分别为F1、F2,滑轮组的机械效率分别为η1、η2,如图所示,不计绳重和摩擦,下列选项中正确的是( )
A.F1>F2,η1>η2 B.F1=F2,η1=η2
C.F1<F2,η1>η2 D.F1<F2,η1=η2
【分析】滑轮组省力情况的计算,主要看有几段绳子承担物重,或看有几段绳子连着动滑轮;不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率η===,据此分析机械效率大小关系。
【解答】解:
读图可知,甲滑轮组n=3,乙滑轮组n=2,因为不计绳重和摩擦,拉力F=(G+G轮),而动滑轮相同、提升的重物相同,所以F1<F2;
由题意可知,动滑轮重G轮相同、匀速提升同一物体G,
不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率η===,所以两滑轮组的机械效率η1=η2。
故选:D。
【点评】此题考查了滑轮组省力情况的分析,关键在于数对承担物重的绳子的段数,即与动滑轮连接的绳子的段数;利用好推导公式:不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率η===。
12.(2分)下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是( )
A.功率小的机器做功慢
B.做功多的机器机械效率一定高
C.机械效率高的机器功率一定大
D.功率大的机器做功时间一定短
【分析】①功率是描述物体做功快慢的物理量,它等于单位时间内所做的功,功率大则做功快;功率与效率大小没有关系;
②机械效率反映了机械的性能优劣,是有用功与总功的比值;机械效率与做功多少没有直接关系。
【解答】解:
A、功率反映做功的快慢,功率大则做功快,功率小,则做功慢,故A正确;
B、有用功与总功的比值叫机械效率,故机械效率与做功的多少无关,故B错误;
C、机械效率与机械功率大小没有直接关系,故C错误;
D、功率等于功和做功时间的比值,时间短,功多少不确定,功率大小不确定,故D错误。
故选:A。
【点评】深刻理解功率和机械效率的概念是解决此题的关键;还要充分考虑选项中的条件,适当运用公式等方法。
13.(2分)2022年6月5日10时44分,搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约7小时后成功对接天和核心舱,航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲进入天和核心舱,并将按计划开展相关工作。对飞船在离地加速上升的过程中能量的变化,说法正确的是( )
A.动能减小 B.重力势能不变
C.动能转化为重力势能 D.机械能增加
【分析】(1)动能大小的影响因素:质量、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、被举的高度;质量越大,高度越高,重力势能越大。
(3)动能和势能统称为机械能。
【解答】解:飞船在离地加速上升的过程中,飞船的质量不变,速度变大,动能变大;质量不变,高度变大,重力势能变大;因机械能等于动能与势能之和,所以机械能变大,不是动能转化为重力势能,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了学生对动能、重力势能、机械能的了解与掌握,分析物体的质量、速度和高度的变化是关键。
14.(2分)如图所示是小英在大课间参加阳光体育活动时的情景,键子某次被踢出后,竖直上升经过某一位置时,键子的动能和重力势能与下落经过同一位置时键子的动能和重力势能相比较( )
A.动能增大 B.动能减小
C.重力势能增大 D.重力势能减小
【分析】(1)机械能包括动能和势能,动能的大小与质量和速度有关,重力势能大小与质量和高度有关。
(2)在动能和势能的转化过程中,若不计摩擦、空气阻力等因素,机械能保持不变,若考虑摩擦、空气阻力等,机械能将变小。
【解答】解:毽子在整个运动过程中需要克服空气阻力做功,消耗了部分机械能,所以后来到达同一位置时的机械能变小,又因为两次的位置相同,即高度相同,质量相同,所以两次的重力势能相等,机械能等于动能和势能之和,所以动能减小。故ACD错误,B正确。
故选:B。
【点评】深入理解影响动能和重力势能的因素,理解动能和势能转化过程中,机械能的变化情况,是解答此题的关键。
15.(2分)下列是对有关数据的估计,与实际情况相符的是( )
A.一位中学生双脚站立时对地面的压强约为1000Pa
B.一位成年人在游泳,他漂浮时受到的浮力约为65N
C.一位中学生从一楼爬到三楼所做的功大约是3000J
D.一位跳绳满分的同学做功的功率大约是500W
【分析】对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。
【解答】解:A、中学生的体重在G=500N左右,双脚站立时与水平地面的接触面积在0.04m2左右,一位中学生双脚站立时对地面的压强p====1.25×104Pa左右,故A错误;
B、一位成年人的重力约650N,他在游泳漂浮时受到的浮力F浮=G=650N,故B错误;
C、中学生的体重G=500N,爬到三楼上升的高度h=2×3m=6m,一位中学生从一楼爬到三楼所做的功:W=Gh=500N×6m=3000J,故C正确;
D、跳起一次做的功:W=Gh=500N×0.04m=20J,一分钟约跳绳180次,做的功:W′=180×20J=3600J,功率:P===60W,故D错误。
故选C。
【点评】物理学中,对各种物理量的估算能力,是我们应该加强锻炼的重要能力之一,这种能力的提高,对我们的生活同样具有很大的现实意义。
二、理解与应用(每空1分,图4分,共18分)
16.(2分)夏季,是到高青观赏黄河最美的时节,这里一点都不热。很多游客会想,如果触摸一下黄河的水,究竟是什么感觉呢?也许,那会是一种,冰冷的,死亡的感觉吧!黄河由于水流快慢不均的原因,会形成一定的漩涡,如果你下水的话,很容易就被卷进漩涡里,如图所示,是河水中的漩涡。漩涡边沿水的流速相对中心处的流速较 小 ,压强较 大 ,从而形成压力差,导致周边物体易被“吸入”漩涡。(温馨提示:严禁学生私自下河游泳)
【分析】流体压强与流速的关系:流体流速大的地方、压强小,流体流速小的地方、压强大,据此分析回答。
【解答】解:漩涡边沿水的流速相对中心处的流速较小,压强较大,而漩涡中心处水的流速较大,压强较小,形成一个向旋涡中心的压强差、压力差,从而导致周边物体易被“吸入”漩涡。
故答案为:小;大。
【点评】联系实际生活,明确不同位置水流的速度不同是突破此题的关键。此题考查学生的分析能力,要求学生对题目所涉及的内容要熟练掌握,并能学以致用。
17.(5分)排水量为1000t的轮船在河水中航行,满载时受到的浮力为 1×107 N,船排开河水的体积是 1×103 m3,如果船从河里开到海里,它所受的浮力将 不变 (填“变大”、“变小”或“不变”),排开水的体积 变小 (填“变大”、“变小”或“不变”),船将 上浮 (“上浮”或“下沉”)一些。(ρ河水=1g/cm3,ρ海水=1.03g/cm3,g=10N/kg)
【分析】(1)利用阿基米德原理可知轮船满载时受到的浮力等于满载时排开水的重力;
(2)利用阿基米德原理求出船排开的河水的体积;
(3)当轮船从河水里开到海里时,都是漂浮,因为轮船自重不变,根据漂浮条件分析船受到浮力的变化情况;
(4)由于海水的密度大于河水的密度,根据F浮=ρ水gV排可知它排开水的体积的变化情况以及船是上浮还是下沉一些。
【解答】解:(1)排水量是指排开水的质量,
根据阿基米德原理得,满载时船受到的浮力:F浮=G排=m排g=1000×1000kg×10N/kg=1×107N;
(2)河水的密度ρ河水=1g/cm3=1×103kg/m3,
由F浮=ρ水gV排可得,船排开水的体积:V排===1×103m3;
(3)当轮船从河水里开到海里时,由于轮船始终漂浮,则船受到的浮力F浮=G,
因为船受到的重力G不变,所以船受到的浮力不变;
由于海水的密度大于河水的密度,根据F浮=ρ水gV排可知,船从河里开到海里,它排开水的体积变小,因此轮船会上浮一些。
故答案为:1×107;1×103;不变;上浮;不变。
【点评】本题考查了物体浮沉条件和阿基米德原理的应用,知道轮船的排水量是指满载时排开水的质量是本题的关键。
18.(3分)如图所示,用20N的水平拉力F拉着重80N的物体在10s内沿水平方向前进了50cm,则拉力做的功为 10 J,拉力的功率为 1 W,重力做了 0 J的功。
【分析】根据W=Fs求出拉力做的功,根据公式P=可计算功率的大小。
做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上移动一段距离。
【解答】解:拉力做的功W=Fs=20N×m=10J;
拉力做功的功率P===1W;
重力的方向是竖直向下的,而物体是在水平方向上移动,没有在重力方向上移动距离,所以重力做功为0J。
故答案为:10;1;0。
【点评】此题主要考查的是学生对功的计算公式、功率的计算公式的运用和做功两个必要因素的了解和掌握,常见题目。
19.(4分)工人师傅搬运货物时,在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面,将地面上的货物沿斜面匀速拉上车厢用时15s.已知车厢高1.5m,木板长3m,货物质量为60kg,沿斜面所用的拉力为400N,则工人师傅所做的有用功为 900 J,工人师傅做功的功率为 80 W,该斜面的机械效率为 75% ,货物所受的摩擦力为 100 N.(g取10N/kg)
【分析】(1)知道货物重力、斜面高,利用W=Gh求工人师傅做的有用功;
(2)知道拉力大小、斜面长,利用W=Fs求工人师傅做的总功,再利用P=求做功功率;
(3)斜面的机械效率等于有用功与总功之比;
(4)工人师傅做的额外功(克服摩擦做的功)等于总功、有用功之差,再利用W=fs计算货物受到的摩擦力。
【解答】解:
(1)工人师傅做的有用功为:
W有用=Gh=mgh=60kg×10N/kg×1.5m=900J;
(2)工人师傅做的总功:
W总=Fs=400N×3m=1200J,
做功功率:P===80W;
(3)斜面的机械效率:
η=×100%=×100%=75%;
(4)工人师傅做的额外功:
W额=W总﹣W有用=1200J﹣900J=300J,
由W额=fs可得货物受到的摩擦力:
f===100N。
故答案为:900;80;75%;100。
【点评】本题考查了使用斜面时有用功、总功、功率、机械效率,以及摩擦力大小的计算,明确有用功、总功、额外功的含义是关键。
20.(2分)请画出门手柄受到的压力F的力臂。
【分析】力臂的方法:首先确定支点,然后找到动力和阻力,并用虚线延长动力和阻力的作用线,从支点向力的作用线作垂线就是力臂。
【解答】解:支点如图中O点所示,延长力的作用线,然后过支点O向力F的作用线作垂线,就是力F的力臂,如下图中L所示:
【点评】力臂是支点到力的作用线的距离,是一条垂线段,不是一条直线,在作图时要特别注意。
21.(2分)如图所示,小球在水中正在上浮,请画出小球的受力示意图。
【分析】小球在水中受重力与浮力的作用,重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上;因为小球正在上浮,所以重力比浮力小,线段的长度不同。
【解答】解:过小球的重心,分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段,分别用G和F表示,因为小球在水中正在上浮,所以F>G.如图所示:
【点评】画力的示意图时,首先根据物体的运动状态,判断出物体受力的大小关系。
三、实验与探究(每空1分,23题中作图1分,共26分)
22.(8分)“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,创造了10909m的中国载人深潜新纪录,标志着我国在载人深潜领域达到世界领先水平。这激发了小杨同学探究液体内部压强的兴趣,实验如图所示。
(1)图甲是U形管压强计,金属盒上的橡皮膜应该选用 薄 (选填“薄”或“厚”)一些的较好,从结构来看,压强计 不是 (选填“是”或“不是”)连通器。实验中液体压强的大小变化是通过比较U形管两侧液面 高度差 的变化来反映的,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 (填“内凹”或“外凸”)。
(2)比较图乙、丙两次实验可知:同种液体内部压强与液体的 深度 有关;比较乙,丁两次实验可得出 液体压强跟液体密度有关 。
(3)根据液体内部压强的规律可知,“奋斗者”号深潜到10000m时每平方米的舱体受到的海水压力为 1.03×108 N(取ρ海水=1.03g/cm3)。
(4)若图丁的实验中U形管左右两侧水面的高度差为5cm,则橡皮管内气体的压强与管外大气压之差为 500 Pa。
【分析】(1)橡皮膜越薄,橡皮膜越容易发生形变;上端开口底部连通的仪器是连通器;液体压强大小通过U形管内液面的差来反映的,液面高度差越大,液体的压强越大,这是一种转换法的运用;探头放进盛水容器中,探头的橡皮膜受到水的压强会内凹;
(2)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;
(3)由p=ρgh求深潜到10000m时受到海水的压强,由F=pS计算每平方米的舱体受到的海水压力;
(4)根据p=ρgh求出液体产生的压强即为橡皮管内气体的压强与大气压之差。
【解答】解:(1)橡皮膜越薄,橡皮膜越容易发生形变,所以金属盒上的橡皮膜应该选用薄一些的较好;U形管压强计的上端有封闭的部分,不是上端开口底部连通的仪器,所以不是连通器;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)由乙、丙两次实验可知,液体的密度相同时,液体越深,U形管液面高度差越大,液体的压强越大,说明同种液体内部压强随深度的增加而增大;
由乙,丁两次实验知,液体的深度相同,液体的密度越大,U形管液面高度差越大,液体的压强越大,说明液体压强跟液体密度有关;
(3)奋斗者”号深潜到10000m深处时,受到海水产生的压强:
p海水=ρ海水g h海水=1.03×103kg/m3×10N/kg×10000m=1.03×108Pa,
由p=可得,每平方米舱体要承受到的海水压力:
F=p海水S=1.03×108Pa×1m2=1.03×108N;
(4)图丁中U形管左右两侧水面的高度差h水=5cm=0.05m,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为:p水=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa。
故答案为:(1)薄;不是;高度差;内凹;(2)深度;液体压强跟液体密度有关;(3)1.03×108;(4)500。
【点评】本题是探究液体内部压强影响因素的实验,主要考查了控制变量法的应用,液体压强和压力的计算等,难度适中。
23.(11分)某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示,实验装置如图所示。
实验次数
钩码重量G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
2.7
0.2
0.74
2
4
0.1
1.8
0.3
0.74
3
8
0.1
3.1
0.3
0.86
4
8
0.1
2.5
0.4
(1)实验中应沿竖直方向 匀速 缓慢拉动弹簧测力计。
(2)小组同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法 不正确 (选填“正确”或“不正确”),因为他没有考虑到 摩擦 对滑轮组机械效率的影响。
(3)根据表中第4次实验数据是用图 丁 做的实验,机械效率是 80% 。
(4)通过比较 2、3 两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高。(填实验次数的序号)
(5)通过比较 1、2 两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组机械效率与绳子段数无关。比较 3、4 两次实验数据得出,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低。(填实验次数的序号)
(6)若不计绳重及摩擦阻力,在第1、2次实验中,动滑轮重力是 1.4 N。
(7)测量绕法确定的滑轮组的机械效率,钩码上升的高度和绳端移动距离 可以不测量 (填“可以不测量”或“一定要测量”)。
(8)有的同学认为:“机械越省力,它的机械效率越高”。分析表中数据,你认为这句话是 错误 (填“正确”或“错误”)的。
【分析】(1)(2)在测量滑轮组机械效率的实验中,应竖直向上缓慢匀速拉动弹簧测力计,此时系统处于平衡状态,测力计示数才等于拉力大小,若静止读数,测力计没有测量出机械之间的摩擦,测量的拉力偏小;
(3)丁图看出绳子段数为4段,根据s=nh得出绳端移动距离;
根据η=×100%=×100%得出滑轮组的机械效率;
(4)研究同一滑轮组提升重物时,滑轮组机械效率与提升物体的重力的关系时,要控制其它因素相同,只改变提升物体的重力;
(5)在比较滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时,应保持滑轮组相同、物重相同,只改变绳子绕法,据此分析;通过比较3、4两次实验数据,找出相同量和不同量,分析得出滑轮组机械效率与变化量的关系;
(6)不计绳重及摩擦,根据F=(G+G动)的关系式可求出动滑轮的重力;
(7)根据效率公式η====分析;
(8)分析比较3、4两组数据中的拉力和机械效率,得出结论。
【解答】解:
(1)在测量滑轮组机械效率的实验中,应竖直向上缓慢匀速拉动弹簧测力计,这样保证滑轮组处于平衡状态,且便于读出测力计的示数;
(2)若在静止时读数,测力计没有测出绳子与滑轮间的摩擦,测得的拉力偏小,他的想法不正确;原因是没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响。
(3)用丁图进行实验,可以看出绳子段数为4段,则绳端移动距离:
s=nh=4×0.1m=0.4m,
滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%=×100%=80%;
(4)研究同一滑轮组提升重物时,滑轮组机械效率与提升物体的重力的关系时,要控制其它因素相同,只改变提升物体的重力,故通过比较2、3可得出滑轮组机械效率与物重的关系;
(5)在比较滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时,应保持滑轮组相同、物重相同,而绳子绕法不同,因此比较1和2两次实验即可得出结论;
通过比较3、4两次实验数据知,提升物体的重力相同,而丙中动滑轮的重力小于丁中动滑轮的重力和,丙的机械效率较大,故可得出的结论:不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越轻,滑轮组机械效率越高(不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组机械效率越低);
(6)不计绳重及摩擦阻力,在第1、2次实验中,动滑轮重力:
G动=2F﹣G=2×2.7N﹣4N=1.4N;
(7)使用弹簧测力计可以测量出物体的重力;已知提升重物绳子的段数n,根据效率公式η====可知,可以不测量钩码上升的高度和绳端移动距离,只需要用弹簧测力计测量出拉力的大小就能计算出效率;
(8)根据3、4两组数据可知,第4组实验中滑轮组由4段绳子承担物重,提升相同的重物时,第4组比第3组更省力,但第4组的机械效率更低,所以“机械越省力,它的机械效率越高”的说法是错误的。
故答案为:
(1)匀速;(2)不正确;摩擦;(3)丁;80%;(4)2、3;(5)1、2;3、4;(6)1.4;(7)可以不测量;(8)错误。
【点评】本题“测滑轮组机械效率的实验”,考查注意事项、机械效率计算、控制变量法及数据分析归纳结论的能力。
24.(7分)在研究“物体动能与质量和速度的关系”实验中,将钢球从某一高度由静止释放,钢球摆到竖直位置时,撞击水平木板上的木块,将木块撞出一段距离。
实验次数
钢球质量m/g
钢球下摆高度g/cm
木块滑行距离s/cm
1
20
30
35
2
40
30
65
3
60
30
(1)本实验使钢球从高处摆下,实质是 重力势 能转化为 动 能。
(2)从上表数据可以看出,实验中控制了 速度 相同,从而探究动能与 质量 的关系。
(3)第3次实验时,木块被撞后滑出木板无法记录数据,需要重做第三次实验,甲同学建议换用同样较长的木板,乙同学建议换一个较大的木块,丙同学建议降低钢球下摆的高度,你认为应当采用 甲 同学的建议。
(4)由上述实验数据和现象可得出结论: 在速度相同时,质量越大,动能越大 。
(5)通过本实验我们知道汽车 超载 (选填“超载”或“超速”)会使汽车动能变大,带来很大的交通隐患。
【分析】(1)(2)(4)(5)重力势能的大小与质量、高度有关;影响动能大小的因素是质量和速度,在研究时要采用控制变量法;
(3)由图知是控制速度相同时,研究动能与质量的关系,动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的。
【解答】解:(1)本实验使钢球从高处摆下,钢球的质量不变,速度变大,动能变大,高度变小,重力势能减小,是重力势能转化为动能;
(2)让钢球从同一高度处释放,使钢球到达最底端的速度相同,从而探究动能与质量的关系;
(3)三次实验是在速度一定时,改变物体的质量,探究动能的大小,动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的,因此需要改变木板的长度,应采用甲的建议;
(4)根据表格中的数据可知,钢球滚下的高度不变,速度不变,质量越大,推动木块移动的距离越远,动能越大,故结论为:在速度相同时,质量越大,动能越大;
(5)根据(4)的结论可知,汽车超载会使汽车动能变大,带来很大的交通隐患。
故答案为:(1)重力势;动;(2)速度;质量;(3)甲;(4)在速度相同时,质量越大,动能越大;(5)超载。
【点评】用控制变量法研究动能大小的影响因素,用转换法表示动能的大小;采用控制变量法研究实验时,一定注意相同因素和不同因素。
四、计算题(25题8分,26题8分,共16分)
25.(8分)小刚用同一物体进行了以下实验。实验中,保持物体处于静止状态,弹簧测力计的示数如图所示。请根据图中信息,求:(g取10N/kg)
(1)物体在水中受到的浮力?
(2)物体的密度?
(3)某液体的密度?
【分析】(1)由左边图可知物体重力,由左边、中间两图根据称重法求出物体在水中受到的浮力;
(2)利用G=mg求其质量;利用阿基米德原理F浮=ρ水V排g求物体排开水的体积,即物体的体积,利用密度公式求出物体的密度;
(3)由中间、右边两图(称重法测浮力)得出物体浸没在某液体中受到的浮力,再利用阿基米德原理求某液体的密度。
【解答】解:
(1)由左边图可知物体的重力G=F1=5.4N,
由左边、中间两图可得物体在水中受到的浮力:
F浮水=G﹣F2=5.4N﹣3.4N=2N;
(2)由G=mg可得物体的质量:
m===0.54kg;
由F浮=ρ水V排g可得物体的体积:
V=V排===2×10﹣4m3,
则物体的密度:
ρ===2.7×103kg/m3;
(3)由中间、右边两图可得物体浸没在某液体中受到的浮力:
F浮液=G﹣F3=5.4N﹣3.8N=1.6N,
由F浮=ρ液V排g可得某液体的密度:
ρ液===0.8×103kg/m3。
答:(1)物体在水中受到的浮力为2N;
(2)物体的密度为2.7×103kg/m3;
(3)某液体的密度为0.8×103kg/m3。
【点评】本题考查了重力公式、密度公式和阿基米德原理的应用,利用好称重法测浮力是关键。
26.(8分)为把100N重的沙子运上三楼,小明同学想到了三种方法如图所示,求:
(1)哪种方法最省力,哪种方法机械效率最高;
(2)方法一中小明用时15s,则他所做有用功的功率;
(3)不计绳重和摩擦,方法三中动滑轮的机械效率(精确到1%)。
【分析】(1)分别求出三种情况拉力的大小,比较拉力的大小可知最省力的情况;
在有用功相同的情况下,额外功越少的,其机械效率一定越高;
(2)由W=Gh可以求出有用功,由P=可求得他所做有用功的功率;
(3)由W=Gh可以求出有用功,由W=Fs求出总功,由η=可求得其机械效率。
【解答】解:(1)第①种方法F1=G桶+沙子=20N+100N=120N;
第②种方法F2=(G动+G桶+沙子)=(10N+20N+100N)=65N;
第③种方法F3=(G动+G袋+沙子)=(10N+5N+100N)=57.5N;
故三种方法中最省力的是第③种方法;因为三种方法中的有用功相同,第③种方法的额外功最小所以机械效率最高;
(2)方法一中他所做有用功:
W有用=Gh=100N×6m=600J;
有用功的功率P===40W;
(3)不计绳重和摩擦,方法三中有用功:
W有用=Gh=100N×6m=600J;
总功:
W总=Fs=F×2h=57.5N×2×6m=690J;
动滑轮的机械效率:
η==≈87%。
答:(1)最省力的是第③种方法,第③种方法机械效率最高;
(2)方法一中小明用时15s,则他所做有用功的功率为40W;
(3)不计绳重和摩擦,方法三中动滑轮的机械效率为87%。
【点评】此题主要考查的是学生对拉力、有用功、额外功、机械效率计算公式的理解和掌握,弄明白什么是有用功和额外功是解决此题的关键,基础性题目。
相关试卷
这是一份山东省淄博市高青县2022-2023学年八年级下学期4月期中物理试题,共8页。
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