山东省滨州市阳信县2021-2022学年八年级下学期期末考试物理试题(word版含答案)
展开2021-2022学年山东省滨州市阳信县八年级(下)期末物理试卷
第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题(本题包括15个小题,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~12小题只有一项符合题目要求,选对得3分;第13~15小题,有多项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.双杠屈臂伸是中学生体育测试的项目之一,若一个普通中学生在30s内完成12次屈臂伸,该学生此过程中克服重力做功的平均功率最接近于( )
A.5W B.50W C.500W D.5000W
2.如图所示的四个实例中,为了减小摩擦的是( )
A.汽车轮胎上刻有花纹 B.用起瓶器夹紧瓶盖
C.脚蹬面做得凹凸不平 D.给自行车轴加润滑油
3.如图所示的实例中,属于减小压强的是( )
A.吸管一端很尖 B.蚊子口器较尖
C.滑雪板面积大 D.刀刃很薄
4.(3分)如图所示是车顶的外掀式天窗,行驶时,将天窗前面关闭,后面微微向上打开,就能起到通风作用,这是由于( )
A.车顶空气的流速较大,天窗外的压强小于车内的压强,“抽出”车内污浊的空气
B.车顶空气的流速较大,天窗外的压强大于车内的压强,“吸入”外界新鲜空气
C.车顶空气的流速较小,天窗外的压强小于车内的压强,“抽出”车内污浊的空气
D.车顶空气的流速较小,天窗外的压强大于车内的压强,“吸入”外界新鲜空气
5.(3分)下列实例或装置中与大气压有关的是( )
A.拦河大坝 B.高压锅煮饭
C.下水道弯管 D.瓶子吞蛋
6.(3分)如图所示的情境中,人对物体做功的是( )
A.人用力搬石头没有搬动
B.人将货物从地面拉到高处
C.人用推车没有推动
D.人搬箱子沿水平方向做匀速直线运动
7.(3分)在抗击新冠疫情过程中,某市采用无人机对各县区的主要道路、路口进行了巡查。无人机在匀速下降的过程中( )
A.动能变大 B.动能不变 C.势能变大 D.机械能不变
8.(3分)如图所示的用具中,在使用时属于省力杠杆的是( )
A.筷子 B.核桃夹
C.食品夹 D.天平
9.(3分)关于温度、内能、热量和做功,下列说法正确的是( )
A.物体的内能增加了,一定是从外界吸收了热量
B.物体的内能越多,说明物体具有的热量也越多
C.物体的内能与温度和体积都有关
D.物体吸收热量,温度一定升高
10.(3分)如图所示,为汽油机工作时各冲程的示意图,其中表示做功冲程的是( )
A. B.
C. D.
11.(3分)2021年12月9日,神舟十三号的航天员在太空中演示了乒乓球在水中浮力消失的实验,如图所示,对这个现象的解释最准确的说法是( )
A.乒乓球的质量消失了
B.乒乓球没有排开水
C.太空中失重状态下,水的密度变为零
D.太空中失重状态下,水对乒乓球上下表面的压力差为零
12.(3分)图甲为一种水下执行海洋环境监测任务的滑翔机,主要由图乙所示的密封舱、非密舱两部分组成。该滑翔机通过液压泵将油在内、外两个弹性油囊间来回转移,从而实现上浮和下潜的目的。关于该滑翔机的说法正确的是( )
A.主要通过改变自重实现上浮或下潜
B.上浮时油从外油囊转移到内油囊
C.悬浮在水中时排开水的重力等于自重
D.下潜过程中所受水的压强不变
(多选)13.(4分)关于如图所示的情景,下列说法中不正确的是( )
A.甲图:注射器中的液体很难被压缩,说明液体分子之间没有间隙
B.乙图:用手捏海绵,海绵的体积变小了,不能说明分子间有间隙
C.丙图:雪花飞扬,这说明分子在做无规则运动
D.丁图:做“墨水滴入水中”的扩散实验时,水的温度越高墨水扩散越快
(多选)14.(4分)2022年冬奥会在北京举行。滑雪运动包含了很多科学知识,如图是小雪正在滑雪的场景,下列说法正确的是( )
A.在水平雪地,小雪受到的重力与滑雪板对小雪的支持力是一对平衡力
B.小雪对滑雪板的压力与小雪受到的重力是一对平衡力
C.小雪用滑雪杆撑地加速滑行,说明力是维持物体运动状态的原因
D.小雪在水平滑道滑向终点时,停止用力不能立即停下来是因为她具有惯性
(多选)15.(4分)如图所示,用弹簧测力计竖直向上拉一边长为10cm的正方体物块。在整个过程中,甲图像表示弹簧测力计的示数与时间关系,乙图像表示物体运动速度大小与时间关系,根据图像信息判断下列说法正确的是( )
A.0~3s内物体受力平衡
B.该物体的密度为0.3g/cm3
C.第1秒时物体受到地面的支持力为1N
D.第2秒时物体对地面压强为200Pa
第Ⅱ卷(非选择题共52分)二、填空题(每空1分,共6分)
16.(2分)一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量为6.6×106J,这些能量相当于完全燃烧0.55kg的干木柴才能得到,则干木柴的热值为 J/kg;干木柴用掉一半后,剩余干木柴的热值将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
17.(2分)小夏在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量相等的水和另一种比热容较小的液体进行了实验,并用图象对实验数据进行了处理,如图所示。分析图象可以得出 物质为水(选填“甲”或“乙”),另一种液体的比热容为 J/(kg•℃)。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
18.(2分)如图所示,斜面长5m,高1m,把重为5000N的物体匀速地推向斜面顶端,若斜面是光滑的,则拉力为 N;如果斜面不光滑,其斜面的机械效率为80%,则所用拉力为 N,物体受到的摩擦力为 N。
三、作图与实验探究题(本题包括5个小题,共26分)
19.(2分)如图所示,一物体以某一初速度冲上粗糙的斜面,请作出该物体受摩擦力的示意图
20.(2分)要想拉动汽车,在图中画出最省力的绳子绕法。
21.(6分)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,实验器材如图甲中所示,其中长木板B的表面比A的表面更粗糙,物块各表面的粗糙程度均相同。
(1)根据 原理,长木板必须 放置,物块必须沿长木板做 运动。
(2)在第1次实验中,将100g的砝码放在物块上,物块平放在长木板A上,弹簧测力计示数如图乙所示,则物块受到滑动摩擦力的大小是 N。
(3)在第2次实验中,将100g的砝码放在物块上,物块平放在长木板B上,弹簧测力计示数是2.2N,说明 。
(4)在第3次实验中,将100g的砝码放在物块上,物块侧放在长木板B上,弹簧测力计示数是2.2N,说明 。
22.(8分)日常的生活经验能使我们对影响浮力大小的因素产生很多猜想。例如,根据木头在水中漂浮,铁块在水中下沉,可以猜想浮力的大小是否跟浸在液体中固体的密度有关;根据人在淡水湖中会下沉,在死海中却能漂浮,可以猜想浮力的大小是否跟液体的密度有关等等,为了探究浮力的大小跟哪些因素有关,将相同体积的铜、铝金属块挂在弹簧秤上,分别浸入水和盐水中,做了如图所示的实验。
(1)该实验采用的实验方法是 ;在使用弹簧测力计前应当检查弹簧测力计的 ,检查时,应当将弹簧测力计 放置;
(2)图C中铜块所受浮力的大小是 N;
(3)对比D、E可以确定 ;
(4)利用A、B、D、F可以确定 。
23.(8分)在“探究杠杆的平衡条件”实验中。
(1)安装好杠杆,若杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)处于平衡状态;
(2)向 (填“左”或“右”)调节杠杆两端的 ,使杠杆在 位置平衡,
这样做的目的是为了 ;
(3)如图乙所示,调节杠杆平衡后,在A点悬挂2个钩码,在B点悬挂3个钩码,发现杠杆能够水平静止。设左侧钩码对杠杆的拉力F1为动力,则l1称为 。改变F1、l1的大小,相应调节F2、l2,多做几次实验,发现F1、l1、F2、l2之间的关系满足 ;
(4)如图丙所示,若用弹簧秤替代钩码施加拉力,且与竖直方向有一定的倾角,则弹簧的示数 (选填“大于”、“等于”或“小于”)3个钩码施加的拉力F2。
四、综合应用题(本题共2个小题,共20分。解答时应写出必要的文字说明、公式和演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题目,答案中必须明确写出数值和单位)
24.(10分)如图甲所示,门式起重机,又称龙门吊,用于室外的货场、料场、散货的装卸作业,被各个港口货场和造船厂广泛使用。中国生产的龙门吊名声在外,占据了全球龙门吊80%的市场,几乎垄断1000吨级龙门吊市场。如图乙所示为某龙门吊升降机构示意图,设动滑轮的质量为m=100kg,不计绳重及摩擦。若用该装置在t=30s内将一质量为M=300kg的重物匀速向上提升h=3m(g取10N/kg),求:
(1)电动机对绳的拉力;
(2)电动机对绳拉力的功率;
(3)起重机的效率。
25.(10分)《宋史•方技传》中记载,“河中府浮梁,用铁牛八维之,一牛且数万斤。后水暴涨绝梁,牵牛没于河。募能出之者,怀丙以二大舟实土,夹牛维之。用大木为权衡状钓牛。徐去其土,舟浮牛出”。如图所示,现在常用的沉船打捞技术为“浮筒打捞法”。若某质量为M=100吨、体积为V=25m3的轮船沉没在深h=10m的淡水湖底,一个浮筒的质量为m=100kg、体积为V0=4m3,求:(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)水在湖底产生的压强;
(2)轮船受到的浮力;
(3)打捞沉船需要的最少浮筒数。
2021-2022学年山东省滨州市阳信县八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题(本题包括15个小题,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~12小题只有一项符合题目要求,选对得3分;第13~15小题,有多项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.(3分)双杠屈臂伸是中学生体育测试的项目之一,若一个普通中学生在30s内完成12次屈臂伸,该学生此过程中克服重力做功的平均功率最接近于( )
A.5W B.50W C.500W D.5000W
【分析】根据W=Gh计算做一次双杠屈臂伸克服重力做功,进一步计算30秒内完成12次屈臂伸共做功,根据功率公式计算全过程克服重力做功的平均功率。
【解答】解:中学生的体重约为500N,每次双杠屈臂伸上升的高度相当于人头的高度,约为0.25m,
则做一次双杠屈臂伸克服重力做功:W=Gh=500N×0.25m=125J,
在30秒内完成12次屈臂伸,30s共做功:W总=12×125J=1500J,
全过程克服重力做功的平均功率为:P===50W,故B最接近。
故选:B。
【点评】本题考查做功公式和功率公式的灵活运用,属于基础题。
2.(3分)如图所示的四个实例中,为了减小摩擦的是( )
A.汽车轮胎上刻有花纹 B.用起瓶器夹紧瓶盖
C.脚蹬面做得凹凸不平 D.给自行车轴加润滑油
【分析】(1)摩擦力大小的影响因素:压力大小和接触面的粗糙程度;
(2)增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;
(3)减小摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;使接触面脱离;用滚动代替滑动。
【解答】解:A.轮胎上的花纹,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不符合题意;
B.夹紧瓶盖,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,故B不符合题意;
C.脚蹬面做得凹凸不平,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C不符合题意;
D.自行车轴加润滑油,是通过使接触面脱离的方法减小摩擦力,故D符合题意。
故选:D。
【点评】本题在考查影响滑动摩擦力大小的两个因素的同时,也考查了学生运用所学知识分析实际问题的能力,要求学生在生活中多注意观察,并学会应用。
3.(3分)如图所示的实例中,属于减小压强的是( )
A.吸管一端很尖 B.蚊子口器较尖
C.滑雪板面积大 D.刀刃很薄
【分析】增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力。
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
【解答】解:ABD、吸管一端很尖、蚊子口器较尖、刀刃很薄,都是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故ABD错误。
C、滑雪板面积大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C正确。
故选:C。
【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!
4.(3分)如图所示是车顶的外掀式天窗,行驶时,将天窗前面关闭,后面微微向上打开,就能起到通风作用,这是由于( )
A.车顶空气的流速较大,天窗外的压强小于车内的压强,“抽出”车内污浊的空气
B.车顶空气的流速较大,天窗外的压强大于车内的压强,“吸入”外界新鲜空气
C.车顶空气的流速较小,天窗外的压强小于车内的压强,“抽出”车内污浊的空气
D.车顶空气的流速较小,天窗外的压强大于车内的压强,“吸入”外界新鲜空气
【分析】流体压强与流速的关系:流体流速大的位置压强小,流速小的位置压强大。
【解答】解:天窗前闭后开,在车顶形成一个凸面,加大了车顶空气的流速,使天窗开口处的气压小于车内的气压,则在压力差的作用下车内污浊的空气被自动“抽出”,从而保持车内空气清新,故BCD错误,A正确。
故选:A。
【点评】解答此题的关键是明确流体压强与流速的关系,从原理的角度出发,便不难做出解释。
5.(3分)下列实例或装置中与大气压有关的是( )
A.拦河大坝 B.高压锅煮饭
C.下水道弯管 D.瓶子吞蛋
【分析】(1)液体压强与液体密度和深度有关,在液体密度一定时 深度越深,压强越大。
(2)气压越大,沸点越高。
(3)连通器的原理是:连通器里装同种液体时,在液面静止时,U形管两侧液面总是相平的。
(4)空气内部向各个方向都有压强,这个压强就叫大气压强。
【解答】解:A.拦河大坝上窄下宽是因为液体内部压强随着深度的增加而增大,故拦河大坝与大气压强无关,A不符合题意;
B.高压锅是利用气压变大时液体沸点升高,锅内液体的温度更高,食物更容易煮熟,故B不符合题意;
C.下水弯管是连通器原理,利用了液体压强的特点,使U形管两侧液面处于同一水平高度,故C不符合题意;
D.瓶子吞蛋是因为瓶内温度降低时内部气压减小,小于外界大气压,在外界大气压作用下,鸡蛋被压入瓶内,故D符合题意。
故选D。
【点评】本题用生活中的例子来证明大气压的存在,培养学生用物理知识来解释生活现象的能力。
6.(3分)如图所示的情境中,人对物体做功的是( )
A.人用力搬石头没有搬动
B.人将货物从地面拉到高处
C.人用推车没有推动
D.人搬箱子沿水平方向做匀速直线运动
【分析】做功的两个必要因素:一、作用在物体上的力;二、物体在力的方向上通过的距离(即力和距离的方向要一致);二者缺一不可。
【解答】解:
AC、人用力搬石头没有搬动、人用力推车没有推动,虽然人对物体有力的作用,但物体在力的方向上没有通过距离,所以人对物体没有做功,故AC不符合题意;
B、人将货物从地面拉到高处,人对货物有向上的拉力,且货物在拉力的方向上通过的距离,所以人对物体做了功,故B符合题意;
D、人搬箱子沿水平方向做匀速直线运动时,人对箱子的力是竖直向上的,但箱子在竖直向上的方向上没有通过距离,所以人对物体没有做功,故D不符合题意。
故选:B。
【点评】本题考查了力是否做功的判断方法,属于基础题。
7.(3分)在抗击新冠疫情过程中,某市采用无人机对各县区的主要道路、路口进行了巡查。无人机在匀速下降的过程中( )
A.动能变大 B.动能不变 C.势能变大 D.机械能不变
【分析】从动能和重力势能大小的影响因素进行判断。
(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、被举得高度有关。被举得高度一定时,质量越大,重力势能越大;质量一定时,高度越高,重力势能越大。
【解答】解:无人机匀速下降过程中,无人机的质量不变,高度减小,重力势能减小;速度不变,质量不变,其动能不变;所以机械能变小。
故选:B。
【点评】本题考查了动能、重力势能、弹性势能的影响因素,利用控制变量法能判断动能、重力势能、机械能的变化。
8.(3分)如图所示的用具中,在使用时属于省力杠杆的是( )
A.筷子 B.核桃夹
C.食品夹 D.天平
【分析】结合生活经验,先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:AC.筷子与食品夹使用时,动力臂小于阻力臂,动力大于阻力,属于费力杠杆,故AC不符合题意;
B.核桃夹使用时,动力作用在夹子的尾端,动力臂大于阻力臂,动力小于阻力,属于省力杠杆,故B符合题意;
D.天平的支点在横梁的正中间,两个力臂相等,属于等臂杠杆,故D不符合题意。
故选:B。
【点评】此题考查的是杠杆的分类和特点,主要包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂,省力但费距离;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂,费力但省距离;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂,既不省距离也不省力。
9.(3分)关于温度、内能、热量和做功,下列说法正确的是( )
A.物体的内能增加了,一定是从外界吸收了热量
B.物体的内能越多,说明物体具有的热量也越多
C.物体的内能与温度和体积都有关
D.物体吸收热量,温度一定升高
【分析】(1)改变内能的方法:做功和热传递;
(2)(3)内能是指物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和,内能与物体的温度、质量、所处状态有关;
(4)晶体熔化时吸热,内能增加,但温度不变。
【解答】解:A、物体的内能增加了,可能是物体从外界吸收了热量,也可能是对物体做了功,故A错误;
B、热量是过程量,不能说物体具有热量或含有热量,故B错误;
C、物体的内能与温度、体积、状态都有关系,故C正确;
D、物体吸收热量,温度不一定升高,如冰块熔化过程中,冰块不断吸收热量,但其温度一直保持0℃不变,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查温度、热量、内能之间的关系、改变物体内能的方法,以及内能的影响因素,难度不大。
10.(3分)如图所示,为汽油机工作时各冲程的示意图,其中表示做功冲程的是( )
A. B.
C. D.
【分析】做功冲程中,两个气阀应是关闭的,且活塞向下运动。
【解答】解:A、一个气阀打开,活塞向下运动,是吸气冲程;
B、两个气阀关闭,活塞向上运动,是压缩冲程;
C、一个气阀打开,活塞向上运动,是排气冲程;
D、两个气阀关闭,活塞向下运动,是做功冲程。
故选:D。
【点评】解答此类题注意总结规律,在内燃机的四个冲程中,进气阀和排气阀均关闭的只有压缩冲程和做功冲程,而在压缩冲程中活塞向上运动,做功冲程中活塞向下运动;一个气阀打开,另一个气阀关闭的是吸气冲程和排气冲程,而在吸气冲程中活塞向下运动,排气冲程中活塞向上运动。
11.(3分)2021年12月9日,神舟十三号的航天员在太空中演示了乒乓球在水中浮力消失的实验,如图所示,对这个现象的解释最准确的说法是( )
A.乒乓球的质量消失了
B.乒乓球没有排开水
C.太空中失重状态下,水的密度变为零
D.太空中失重状态下,水对乒乓球上下表面的压力差为零
【分析】质量是物体的一种属性,不随物体的形状、状态、位置、温度的变化而变化;
密度是物质本身的一种特性,与物质的种类、状态和温度有关,与质量、体积、形状无关;
根据浮力产生的原因,物体受到的浮力等于水对其上下表面压力差。
【解答】解:A.质量是物体的固有属性,它不会随物体所在的位置的改变而发生改变,故A不符合题意;
B.乒乓球浸没在水中,故乒乓球排开了水,故B不符合题意;
C.太空中的水仍然有一定的质量和体积,根据密度公式ρ= 可知它的密度不为零,故C不符合题意;
D.在太空中的乒乓球处于失重状态,故其受到的水对其上下表面压力差为零时,乒乓球才会处于平衡状态而悬浮在水中,故D符合题意。
故选:D。
【点评】近年来,随着我国的宇宙空间站即将建设完成,天宫课堂必然是热门出题点,平时要多关注天宫课堂,让我们很多理论知识从“纸上谈兵”变成“眼见为实”。
12.(3分)图甲为一种水下执行海洋环境监测任务的滑翔机,主要由图乙所示的密封舱、非密舱两部分组成。该滑翔机通过液压泵将油在内、外两个弹性油囊间来回转移,从而实现上浮和下潜的目的。关于该滑翔机的说法正确的是( )
A.主要通过改变自重实现上浮或下潜
B.上浮时油从外油囊转移到内油囊
C.悬浮在水中时排开水的重力等于自重
D.下潜过程中所受水的压强不变
【分析】(1)阿基米德原理:F浮=G排=ρ液V排g,可分析浮力的变化。
(2)悬浮的物体,受到的浮力等于其重力。
(3)运用液体压强公式p=ρgh,可分析压强的变化。
【解答】解:A.由题意可知,该装置是通过改变排开液体的体积改变浮力大小,从而实现上浮和下潜,故A错误;
B.根据阿基米德原理可知,排开液体的体积减小,浮力减小;根据浮沉条件可知,上浮时,浮力大于重力,所以应该增大体积,增大浮力,即油从内油囊转移到外油囊,增大排开水的体积,故B错误;
C.根据浮沉条件可知,悬浮时浮力等于重力;根据阿基米德原理可知,悬浮时排开水的重力大小等于浮力大小,所以此时排开水的重力等于自重,故C正确;
D.下潜过程中深度增加,根据p=ρgh可知,压强增大,故D错误。
故选:C。
【点评】深入理解阿基米德原理,熟练运用液体压强公式,可解答此题。
(多选)13.(4分)关于如图所示的情景,下列说法中不正确的是( )
A.甲图:注射器中的液体很难被压缩,说明液体分子之间没有间隙
B.乙图:用手捏海绵,海绵的体积变小了,不能说明分子间有间隙
C.丙图:雪花飞扬,这说明分子在做无规则运动
D.丁图:做“墨水滴入水中”的扩散实验时,水的温度越高墨水扩散越快
【分析】(1)一切物质都是由分子组成的;
(2)一切分子都在不停地做无规则运动;
(3)分子之间存在着相互作用的引力和斥力.
(4)温度越高分子运动得越剧烈
【解答】解:A、分子之间存在相互作用的引力和斥力。液体很难压缩,说明分子间有斥力,故A不正确。
B、海绵内有空隙,用手捏海绵,海绵体积变小,不能说明分子间有间隙,故B正确。
C、雪花飞扬这种运动,属于物体的机械运动,不能说明分子在做无规则的运动,故C不正确。
D、温度越高,分子无规则运动越剧烈,所以,在做墨水滴入水中的扩散实验时,水的温度越高,扩散越快,故D正确。
故选:AC。
【点评】本题考查了分子动理论的应用,掌握分子动理论的内容是正确解题的关键。
(多选)14.(4分)2022年冬奥会在北京举行。滑雪运动包含了很多科学知识,如图是小雪正在滑雪的场景,下列说法正确的是( )
A.在水平雪地,小雪受到的重力与滑雪板对小雪的支持力是一对平衡力
B.小雪对滑雪板的压力与小雪受到的重力是一对平衡力
C.小雪用滑雪杆撑地加速滑行,说明力是维持物体运动状态的原因
D.小雪在水平滑道滑向终点时,停止用力不能立即停下来是因为她具有惯性
【分析】(1)(2)判断平衡力要根据二力平衡的条件来分析,一对平衡力必须符合四个条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上;
(3)力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因;
(4)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都有惯性。
【解答】解:
A、小雪受到的重力与滑雪板对小雪的支持力,大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上,故A正确;
B、小雪对滑雪板的压力与小雪受到的重力,没有作用在同一物体上,所以不是一对平衡力,故B错误;
C、小雪用滑雪杆撑地加速滑行,力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因,故C错误;
D、小雪在水平滑道滑向终点时,停止用力不能立即停下来是因为她具有惯性,仍要保持原来的运动状态,故D正确。
故选:AD。
【点评】此题以生活中滑雪的一个场景综合考查学生对多个物理知识点的理解和掌握,常见题目。
(多选)15.(4分)如图所示,用弹簧测力计竖直向上拉一边长为10cm的正方体物块。在整个过程中,甲图像表示弹簧测力计的示数与时间关系,乙图像表示物体运动速度大小与时间关系,根据图像信息判断下列说法正确的是( )
A.0~3s内物体受力平衡
B.该物体的密度为0.3g/cm3
C.第1秒时物体受到地面的支持力为1N
D.第2秒时物体对地面压强为200Pa
【分析】(1)物体保持静止或做匀速直线运动时处于平衡状态,受到的力为平衡力,据此结合0~3s内物体的状态进行解答;
(2)根据图乙可知,第3秒时物块刚好被拉动,此时物块受到的拉力和自身的重力是一对平衡力,二力大小相等;根据图甲可知,弹簧测力计的示数与时间成正比,据此得出第3秒时弹簧测力计的示数即为物块的重力,根据G=mg求出物块的质量,利用ρ=求出物体的密度;
(3)根据图甲得出第1秒时物块受到的拉力,此时物块受到竖直向上的拉力、地面的支持力和竖直向下的重力作用处于平衡状态,根据物块受到的合力为零求出物体受到地面的支持力;
(4)根据图甲得出第2秒时物块受到的拉力,此时物体对地面压力等于自身的重力减去拉力,利用p=求出物体对地面压强。
【解答】解:
A.由图乙可知,0~3s内物块的速度为零处于静止状态,则物体受力平衡,故A正确;
B.由图乙可知,第3秒时物块刚好被拉动,此时物块受到的拉力和自身的重力是一对平衡力,二力大小相等;
由图甲可知,弹簧测力计的示数与时间成正比,且比例系数k=1N/s,则第3秒时弹簧测力计的示数F=3N,所以物块的重力G=F=3N,
物块的质量m===0.3kg=300g,物体的密度ρ===0.3g/cm3,故B正确;
C.由图甲可知,第1秒时物块受到的拉力F′=1N,此时物块受到竖直向上的拉力F′、地面的支持力F支持和竖直向下的重力G作用处于平衡状态,
由物块受到的合力为零可得F′+F支持=G,则物体受到地面的支持力F支持=G﹣F′=3N﹣1N=2N,故C错误;
D.由图甲可知,第2秒时物块受到的拉力F″=2N,此时物体对地面压力F压=G﹣F″=3N﹣2N=1N,物体对地面压强p===100Pa,故D错误。
故选:AB。
【点评】本题考查了平衡状态的判断和重力公式、密度公式、压强公式的综合应用等,从图像中获取有用的信息是关键。
第Ⅱ卷(非选择题共52分)二、填空题(每空1分,共6分)
16.(2分)一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量为6.6×106J,这些能量相当于完全燃烧0.55kg的干木柴才能得到,则干木柴的热值为 1.2×107 J/kg;干木柴用掉一半后,剩余干木柴的热值将 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【分析】知道干木材完全燃烧放出的热量和干木柴的质量,利用Q放=mq计算出干木柴的热值;燃料的热值是燃料本身的特性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量、放出的热量和燃烧情况无关。
【解答】解:由Q放=mq可知,干木柴的热值:q===1.5×107J/kg;
燃料的热值是燃料本身的特性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量无关,所以干木柴用掉一半后,剩余干木柴的热值不变。
故答案为:1.2×107;不变。
【点评】本题考查燃料热值公式的应用、对热值概念的理解,是一道基础题。
17.(2分)小夏在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量相等的水和另一种比热容较小的液体进行了实验,并用图象对实验数据进行了处理,如图所示。分析图象可以得出 甲 物质为水(选填“甲”或“乙”),另一种液体的比热容为 2.1×103 J/(kg•℃)。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
【分析】(1)选同样的加热时间,甲和乙吸热相同,根据温度变化的多少判断,温度变化多的比热容小,温度变化少的比热容大,据此分析判断。
(2)根据甲、乙两种液体的比热容的大小判断出哪一种液体是水,由题知,分别用质量相等的水和另一种液体进行了实验,相同时间水和液体放出的热量不相同。而水和液体的质量相同,根据吸热公式求液体的比热容。
【解答】解:
(1)时间相等时,两种液体放出的热量相等,由图示可以看出,乙液体的温度降低的快,甲液体温度降低慢;
利用热量的计算公式Q吸=cm△t可知,在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下,谁的温度降低得快,它的比热容小;
所以,甲液体的比热容大,所以若甲、乙两种液体中,一种液体是水,则这种液体一定是甲液体,
(2)由图可知:水的初温是60℃,加热15分钟后甲液体的末温是40℃,
乙液体的初温是60℃,加热15分钟后甲液体的末温是20℃,
则在相同时间内水和乙液体放出的热量相同,
由题知,而水和液体的质量相同,即m水=m乙
所以有:c水m水△t=c乙m(60℃﹣20℃)=4.2×103J/(kg•℃)×m×(60℃﹣40℃)。
解得c乙=2.1×103J/(kg•℃)。
故答案为:甲;2.1×103。
【点评】本题考查了学生对吸热公式的掌握和运用,能从温度﹣时间图象得出相关信息是本题的关键。本题考查了学生对比热容了解与掌握,注意要学会看图形(取相同的时间比较甲乙温度变化的高低)。
18.(2分)如图所示,斜面长5m,高1m,把重为5000N的物体匀速地推向斜面顶端,若斜面是光滑的,则拉力为 1000 N;如果斜面不光滑,其斜面的机械效率为80%,则所用拉力为 1250 N,物体受到的摩擦力为 250 N。
【分析】(1)如果没有摩擦,拉力的功等于提升物体所做的有用功,根据W=Gh求出有用功,根据W=Fs求出拉力;
(2)如果斜面不光滑,根据×100%算出总功,根据W总=Fs算出拉力;,
(3)总功减去有用功求出额外功,额外功为克服摩擦力所做的功,根据W=fs求出摩擦力的大小。
【解答】解:(1)物体的有用功为:
W有=Gh=5000N×1m=5000J,
若斜面光滑,则没有额外功,即拉力的功W总=5000J,
因为W总=Fs,
所以拉力的大小:
F===1000N;
(2)若斜面的机械效率为80%,根据可得此时的总功:
W总′===6250J,
根据W总′=Fs得,此时所用的拉力:
F′===1250N;
(3)因为W总′=W额+W有,
所以W额=W总′﹣W有=6250J﹣5000J=1250J,
根据W额=fs可得摩擦力的大小:
f===250N。
故答案为:1000; 1250; 250。
【点评】本题考查了有用功、总功、斜面的机械效率和阻力的计算,关键是知道额外功为克服斜面的摩擦力所做的功。
三、作图与实验探究题(本题包括5个小题,共26分)
19.(2分)如图所示,一物体以某一初速度冲上粗糙的斜面,请作出该物体受摩擦力的示意图
【分析】互相接触的两个物体发生相对运动时,在接触面会产生阻碍物体相对运动的摩擦力,由于物体是向上运动,故受到的摩擦力方向是沿斜面向下,据此确定摩擦力的方向,然后根据力的示意图的画法画出其所受摩擦力示意图。
【解答】解:由于物体是沿斜面向上运动,所以物体受到摩擦力的方向是沿斜面向下,作用点可画在物体与斜面的接触面的中点位置上;如图所示:
【点评】画力的示意图的一般步骤为:一画简图二定点,三画线,四画尖,五把力的符号标尖边。按照这个作图步骤,很容易能够画出指定力的示意图。
20.(2分)要想拉动汽车,在图中画出最省力的绳子绕法。
【分析】在使用滑轮组时,通过动滑轮绳子的段数越多越省力,由此确定绳子绕法。
【解答】解:
由图知,滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成,最多有三段绳子通过动滑轮,绳子的起始端应固定在动滑轮左挂钩上,由里向外依次绕绳。如图所示:
。
【点评】滑轮组绕绳时应分清动滑轮与定滑轮,并从一端开始逐个绕绳,而要求最省力时,往往是从动滑轮的挂钩开始向定滑轮绕绳。
21.(6分)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,实验器材如图甲中所示,其中长木板B的表面比A的表面更粗糙,物块各表面的粗糙程度均相同。
(1)根据 二力平衡 原理,长木板必须 水平 放置,物块必须沿长木板做 匀速直线 运动。
(2)在第1次实验中,将100g的砝码放在物块上,物块平放在长木板A上,弹簧测力计示数如图乙所示,则物块受到滑动摩擦力的大小是 1.8 N。
(3)在第2次实验中,将100g的砝码放在物块上,物块平放在长木板B上,弹簧测力计示数是2.2N,说明 当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大 。
(4)在第3次实验中,将100g的砝码放在物块上,物块侧放在长木板B上,弹簧测力计示数是2.2N,说明 滑动摩擦力与接触面积的大小无关 。
【分析】(1)当物块在水平面上做匀速直线运动时,物块处于平衡状态,则摩擦力和拉力大小相等;
(2)根据弹簧测力计的分度值和指针位置读数,则可知此时物块受到的摩擦力大小;
(3)分析第1、2两次实验中的相同量和不同量,根据测力计的示数大小可知摩擦力的大小,据此得出实验结论;
(4)分析第2、3两次实验中的相同量和不同量,根据测力计的示数大小可知摩擦力的大小,据此得出实验结论。
【解答】解:(1)该实验中是间接测量滑动摩擦力的大小,只有用测力计沿水平方向拉着物体做匀速直线运动时,滑动摩擦力才和测力计对物体的拉力大小相等(二力平衡);
(2)通过读取弹簧测力计的示数即可确定滑动摩擦力的大小;由图乙可知,测力计的分度值为0.2N,示数是1.8N,由二力平衡条件可知此时物块受到的摩擦力为1.8N;
(3)长木板B的表面比A的表面更粗糙,由1、2两次实验可知,将物块分别放在木板A、B之上,放置砝码的质量相同,则物块对木板的压力相同,物块在木板B上时受到的滑动摩擦力较大,故可得出结论:压力大小相同时,接触面越粗糙,物块受到的滑动摩擦力越大;
(4)实验2与实验3对比,压力大小和接触面的粗糙程度均相同,而接触面的面积不同,但滑动摩擦力不变,故得出结论:滑动摩擦力与接触面积的大小无关。
故答案为:(1)二力平衡;水平;匀速直线;(2)1.8;(3)当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;(4)滑动摩擦力与接触面积的大小无关。
【点评】本题考查了“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验,关键是控制变量法的应用和对表中信息的分析。
22.(8分)日常的生活经验能使我们对影响浮力大小的因素产生很多猜想。例如,根据木头在水中漂浮,铁块在水中下沉,可以猜想浮力的大小是否跟浸在液体中固体的密度有关;根据人在淡水湖中会下沉,在死海中却能漂浮,可以猜想浮力的大小是否跟液体的密度有关等等,为了探究浮力的大小跟哪些因素有关,将相同体积的铜、铝金属块挂在弹簧秤上,分别浸入水和盐水中,做了如图所示的实验。
(1)该实验采用的实验方法是 控制变量法 ;在使用弹簧测力计前应当检查弹簧测力计的 指针是否指在零刻度 ,检查时,应当将弹簧测力计 竖直 放置;
(2)图C中铜块所受浮力的大小是 0.5 N;
(3)对比D、E可以确定 物体所受的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关 ;
(4)利用A、B、D、F可以确定 物体所受的浮力大小与物体的密度无关 。
【分析】(1)在探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验中,采用的实验方法是控制变量法;在使用弹簧测力计前,应当将弹簧测力计竖直放置并进行调零;
(2)利用称重法求出图C中铜块所受浮力的大小;
(3)(4)运用控制变量法,找出不变的量和变化的量,确定浮力大小与变化量的关系。
【解答】解:(1)在探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验中,采用的实验方法是控制变量法;
使用弹簧测力计前,应将弹簧测力计竖直放置并检查指针是否指在零刻度;
(2)根据图A和图C中弹簧测力计的示数,利用称重法,铜块所受浮力F浮=G﹣F=9N﹣8.5N=0.5N;
(3)对比D、E,铜金属块排开水的体积不变,改变的是铜金属块在水中的深度,因弹簧测力计示数不变,根据F浮=G﹣F示物体受到的浮力大小不变,可以确定物体所受的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(4)利用A、B、D、F中弹簧测力计的示数,根据F浮=G﹣F示可知,F浮铜=GA﹣FD=9N﹣8N=1N,F浮铝=GB﹣FF=2.8N﹣1.8N=1N,即相同体积的铜块和铝块完全浸没在水中受到的浮力大小相等,故可以确定物体所受的浮力大小与物体的密度无关。
故答案为:(1)控制变量法;指针是否指在零刻度;竖直;(2)0.5;(3)物体所受的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;(4)物体所受的浮力大小与物体的密度无关。
【点评】本题探究浮力大小和哪些因素有关,考查了学生对浮力的掌握程度,并且考查学生能否灵活应用控制变量法。
23.(8分)在“探究杠杆的平衡条件”实验中。
(1)安装好杠杆,若杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆 是 (选填“是”或“不是”)处于平衡状态;
(2)向 左 (填“左”或“右”)调节杠杆两端的 平衡螺母 ,使杠杆在 水平 位置平衡,
这样做的目的是为了 消除杠杆重对杠杆平衡的影响 ;
(3)如图乙所示,调节杠杆平衡后,在A点悬挂2个钩码,在B点悬挂3个钩码,发现杠杆能够水平静止。设左侧钩码对杠杆的拉力F1为动力,则l1称为 动力臂 。改变F1、l1的大小,相应调节F2、l2,多做几次实验,发现F1、l1、F2、l2之间的关系满足 F1l1=F2l2 ;
(4)如图丙所示,若用弹簧秤替代钩码施加拉力,且与竖直方向有一定的倾角,则弹簧的示数 大于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)3个钩码施加的拉力F2。
【分析】(1)杠杆处于静止状态或匀速转动状态时,杠杆处于平衡状态;
(2)实验前,应首先进行杠杆平衡调节,根据杠杆的平衡条件,杠杆左、右两端的螺母(或一端的螺母)向杠杆上翘的一端调节;杠杆在水平位置平衡,是为了消除杠杆重对杠杆平衡的影响;
(3)力臂是支点到力的作用线的距离;多次改变动力F1和动力臂l1的大小,相应调节阻力F2和阻力臂l2的大小,得到杠杆平衡条件;
(4)保持B点不动,弹簧测力计的方向向右倾斜,这时杠杆右侧的力臂变短,根据杠杆的平衡条件可知,使杠杆仍在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将变大。
【解答】解:(1)杠杆静止在如图甲所示位置,杠杆静止,此时杠杆是处于平衡状态;
(2)由图知,左端偏高,为使杠杆在水平位置平衡,需要将平衡螺母向左调节;杠杆在水平位置平衡,是为了消除杠杆重对杠杆平衡的影响;
(3)如图乙,左侧钩码对杠杆的拉力F1为动力,则l1称为动力臂;
通过多次实验发现动力×动力臂=阻力×阻力臂,用F1、F2、l1和l2分别表示动力、阻力、动力臂和阻力臂,杠杆平衡条件可表示为:F1l1=F2l2;
(4)如图丙所示,保持B点不变,当弹簧测力计的方向向右倾斜时,此时右侧拉力的力臂变短,根据杠杆的平衡条件,力变大,则弹簧测力计的示数大于3个钩码施加的拉力F2。
故答案为:(1)是;(2)左;平衡螺母;水平;消除杠杆重对杠杆平衡的影响;(3)动力臂;F1l1=F2l2;(4)大于。
【点评】本题考查了探究杠杆平衡条件的实验过程,从原理到实际操作、实验方法、数据分析等,考查较为全面,是我们应该掌握的重点实验。
四、综合应用题(本题共2个小题,共20分。解答时应写出必要的文字说明、公式和演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题目,答案中必须明确写出数值和单位)
24.(10分)如图甲所示,门式起重机,又称龙门吊,用于室外的货场、料场、散货的装卸作业,被各个港口货场和造船厂广泛使用。中国生产的龙门吊名声在外,占据了全球龙门吊80%的市场,几乎垄断1000吨级龙门吊市场。如图乙所示为某龙门吊升降机构示意图,设动滑轮的质量为m=100kg,不计绳重及摩擦。若用该装置在t=30s内将一质量为M=300kg的重物匀速向上提升h=3m(g取10N/kg),求:
(1)电动机对绳的拉力;
(2)电动机对绳拉力的功率;
(3)起重机的效率。
【分析】(1)知道动滑轮、重物的质量,利用G=mg求其重力;由图知,使用滑轮组承担物重的绳子股数n=4,不计绳重和摩擦,电动机对绳子的拉力F=(G+G动);
(2)绳子自由端移动距离s=nh,利用W=Fs求电动机对绳子拉力做的总功,再利用P=求拉力做功功率;
(3)利用W=Gh求拉力做的有用功,滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
【解答】解:(1)动滑轮的重力:G动=m动g=100kg×10N/kg=1000N,
重物的重力:G=mg=300kg×10N/kg=3000N,
由图知,n=4,不计绳重和摩擦时,拉力:
电动机对绳子的拉力:
F=(G+G动)=×(3000N+1000N)=1000N;
(2)拉力端移动距离s=nh=4×3m=12m,
电动机对绳子拉力做的总功:
W总=Fs=1000N×12m=1.2×104J,
拉力做功功率:
P===400W;
(3)拉力做的有用功:
W有=Gh=3000N×3m=9000J,
滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%=75%。
答:(1)电动机对绳的拉力为1000N;
(2)电动机对绳拉力的功率为400W;
(3)起重机的效率为75%。
【点评】本题考查了使用滑轮组时拉力、有用功、总功、功率、机械效率的计算,灵活的应用公式和确定滑轮组绳子的有效股数是关键。
25.(10分)《宋史•方技传》中记载,“河中府浮梁,用铁牛八维之,一牛且数万斤。后水暴涨绝梁,牵牛没于河。募能出之者,怀丙以二大舟实土,夹牛维之。用大木为权衡状钓牛。徐去其土,舟浮牛出”。如图所示,现在常用的沉船打捞技术为“浮筒打捞法”。若某质量为M=100吨、体积为V=25m3的轮船沉没在深h=10m的淡水湖底,一个浮筒的质量为m=100kg、体积为V0=4m3,求:(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)水在湖底产生的压强;
(2)轮船受到的浮力;
(3)打捞沉船需要的最少浮筒数。
【分析】(1)知道水的深度,利用p=ρgh求出水在湖底产生的压强;
(2)轮船沉入水中,排开水的体积等于轮船自身的体积,利用F浮=ρ液gV排求出轮船受到的浮力;
(3)利用F浮=ρ液gV排求出每个浮筒浸没在水中受到的浮力;利用G=mg求出轮船的重力以及每个浮筒的重力;
假设需要n个浮筒刚好使轮船和浮筒上浮,根据二力平衡可知F浮船+nF浮筒=G船+nG浮筒,据此求出浮筒的个数n。
【解答】解:(1)水在湖底产生的压强;p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/lg×10m=1×105Pa;
(2)轮船浸没在水中,排开水的体积V排1=V=25m3,
轮船受到的浮力:F浮船=ρ水gV排1=1.0×103kg/m3×10N/kg×25m3=2.5×105N;
(3)一个浮筒浸没在水中排开水的体积V排2=V0=4m3,
每个浮筒浸没在水中受到的浮力:F浮筒=ρ水gV排2=1.0×103kg/m3×10N/kg×4m3=4×104N;
轮船的重力G船=Mg=100×103kg×10N/kg=1×106N;
每个浮筒的重力G浮筒=mg=100kg×10N/kg=1×103N;
假设需要n个浮筒刚好使轮船和浮筒上浮,
根据二力平衡可知,F浮船+nF浮筒=G船+nG浮筒,
代入数据可得:2.5×105N+n×4×104N=1×106N+n×1×103N;
解得:n≈19.2,
所以打捞沉船最少需要20个浮筒。
答:(1)水在湖底产生的压强为1×105Pa;
(2)轮船受到的浮力为2.5×105N;
(3)打捞沉船需要的最少浮筒数为20个。
【点评】本题考查液体压强的计算、阿基米德原理以及物体浮沉条件的应用,知道轮船要上浮,总浮力要大于或等于总的重力是解题的关键。
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