2021-2022学年福建省福州市鼓楼区延安中学八年级(下)期末物理试卷(含答案解析)
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1. 在“天宫课堂”第二课中,宇航员王亚平用“冰墩墩”做了太空抛物实验,“冰墩墩”沿着抛出的方向做近似匀速前进,这跟牛顿第一定律所描述的现象是相同的。关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( )
A. 牛顿第一定律可以通过实验直接得出
B. 伽利略的斜面实验是牛顿第一定律的实验基础
C. 在水平面上滑动的木块最终停下来,是由于没有外力维持它的运动
D. 在水平面上滑动的木块最终停下来,是由于木块的惯性逐渐减小
2. 如图为2022年2月8日北京冬奥会自由式滑雪大跳台赛场情景。图中的运动员从低处向高处跃起后下落的过程中,下列说法正确的是( )
A. 运动员为跃向高处要提前助跑,从而增大自己的惯性
B. 运动员从高处下落到低处的过程中,重力势能转化为动能
C. 运动员运动到最高点时速度为0,此时她受到的是平衡力
D. 运动员运动到最高点时不具有惯性
3. 用频闪灯拍摄小球的运动轨迹,每0.ls拍摄一次,得到小球在四种不同运动状况下的照片,如图,其中小球受力平衡的是( )
A. B. C. D.
4. 下列实例中,有力对物体做功的是( )
A. 把掉在地上的羽毛球捡起来 B. 背着书包在水平路面上前进
C. 举重运动员举起杠铃停在空中 D. 小球在光滑水平面上滚动
5. 思维导图是总结归纳知识的一种方法.如图所示的思维导图中A、B对应的内容分别是( )
A. 费力、天平
B. 费力、动滑轮
C. 省力、定滑轮
D. 省力、天平
6. 关于如图所示的四个实验,下列描述错误的是( )
A. 甲:连通器中装入同种液体,液体静止时,连通器各部分中的液面总保持相平
B. 乙:托里拆利实验,玻璃管倾斜,管内外水银面高度差变大
C. 丙:马德堡半球实验证明了大气压强的存在
D. 丁:在“探究二力平衡的条件”实验中,保持F1与F2大小相等,将小车扭转一个角度,松手后,小车不能保持平衡
7. 小明的质量为50kg,小江的质量为60kg,他们穿着款式和码数相同的鞋子。当他们站在下列不同的水平地面时,留下了深浅不同的痕迹。如果小明站在雪地产生的压强为p1,站在水泥地面产生的压强为p2,小江站在沙地产生的压强为p3,则( )
A. p1>p3>p2 B. p2>p3>p1 C. p1=p2>p3 D. p3>p1=p2
8. 如图是我国第二艘航母”山东号”的舰载机飞离甲板的过程中,下列说法正确的是( )
A. 飞机在跑道上滑行时若外力全部消失,会逐渐停下来
B. 飞机起飞时加速助跑,可获得更大的惯性,利于升空
C. 飞机能加速升空是靠空气的浮力获得升力
D. 飞机飞离甲板后,舰艇受到的浮力变小
9. 图是关于浮力知识的应用实例,其中说法正确的是( )
A. 图A中浸没在水中的潜水艇在下潜过程中所受浮力逐渐变大
B. 图B中巨轮之所以能够浮在水面是因为用空心的办法增大了排开液体的体积
C. 图C中液体的密度越大密度计漂浮时受到的浮力就越大
D. 图D中气球是利用填充气体密度大于空气密度的原理上浮
10. 为使杠杆平衡在图示位置,需在A点施加一个力,在如图所示的四个方向中,不可能使杠杆平衡的力是( )
A. F1和F2 B. F1和F4 C. F2和F3 D. F3和F4
11. 取一只空牙膏袋,一次将它挤瘪,另一次将它撑开,两次都拧紧盖后先后放入同一杯水中(水的质量不变),均未溢出,如图所示,则说法错误的是( )
A. 两次受到的浮力:F甲
12. 如图所示,G1=20N,台秤示数8N,不计滑轮重,物体G2重( )
A. 2N
B. 18N
C. 28N
D. 20N
13. 图甲中圆柱形容器装有适量的水,当水温从0℃升到15℃时,水的密度ρ和水温t关系如图乙所示,此过程水的质量不变,不考虑圆柱形容器的热胀冷缩,下列选项中能正确反映图甲中容器底受到水的压强p和水温t关系的是( )
A. B.
C. D.
14. 三个完全相同的容器内,分别装满酒精、水和盐水后(ρ盐水>ρ水>ρ酒精),将a、b、c三个不同的小球放入容器中,小球静止后位置如图所示。下列说法正确的是( )
A. 三个容器底部受到的液体压力关系是F甲
C. 若将小球b放入丙杯中,小球b排开液体的体积等于小球b的体积
D. 若将小球c放入甲杯中,小球c排开液体的质量等于小球c的质量
15. 质量为1.5t的汽车,在平直公路上以额定功率60kW从静止开始运动,经15s运动200m恰好达到最大速度,接着匀速运动25s关闭发动机,滑行100m停下。v−t图像如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍,下列判断不正确的是( )
A. 全程中汽车所受阻力的大小为3×103N B. 整个过程中发动机做的功2.4×103J
C. 汽车的最大速度是20m/s D. 0−15秒内汽车的驱动力一直大于阻力
16. 利用斜面和带滑轮的小车组成的系统将货物匀速运送到高处,已知小车质量为M,装在车里的货物质量m,细绳和拉力均沿斜面方向,斜面倾角30∘,小车受到斜面的摩擦力大小f,作用在细绳一端的拉力大小F。下列正确的是( )
A. F=12f B. 系统的机械效率η=mg4F
C. 系统的机械效率η=(M+m)g4F D. 系统的机械效率η=mg2F
17. 自2022年3月21日起,福州划定封控区、管控区和防范区,在管控区里,社区工作人员要喷洒消毒液,楼道里弥漫着消毒液味,能闻到消毒液的气味说明了______,随着气温的升高,这种现象会______(选择“加快”或“减慢”)。
18. 作用在同一物体的同一直线上的两个力,其中一个力的大小为15N,另一个力的大小为12N,若两个力的方向相同,合力的大小为______ N;若两个力的方向相反,合力的大小为______ N。
19. 家用吸尘器的工作原理是吸尘器电机高速旋转,由于吸口处空气的流动速度越大,那么在吸入口处的压强就______,灰尘、纸屑等垃圾在外界压强的作用下通过主吸管进入尘箱中;用吸管将牛奶“吸”入口中,是利用了______的作用。
20. 在一个圆柱形塑料筒中,把橡皮筋和配重螺母按图所示装配好。水平地板上向前滚动,橡皮筋逐渐拧紧,橡皮筋的弹性势能______(选填“增加”或“减少”)。我们会发现圆柱形塑料筒自己还会滚动回来,甚至可以来回滚动几次。在来回滚动的过程中橡皮筋的弹性势能与______能相互转化。
21. 小金将长为0.6m、质量可忽略不计的木棒搁在肩上,棒的后端A挂一个60N的物体,肩上支点O离后端A为0.2m,他用手压住前端B使木棒保持水平平衡,如图所示,小金的重力为500N,则:若手给B端的力是竖直向下的,则这个力的大小等于______ N,地面对人的支持力大小等于______ N。
22. 如图所示,动滑轮重20N,所吊重物B重80N,物体A重240N,此时物体B恰好以1m/s的速度匀速下降。不计绳重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦。求:
(1)水平面对物体A的摩擦力是______ N;
(2)若将重为40N的物体C悬挂于物体B的下方,现要使物体B和物体C一起恰好以2m/s的速度匀速上升,则要对物体A施加水平向右拉力F的功率为______ W。
23. 如图所示,物体A沿斜面向下做匀速直线运动,请画出物体A所受重力和它对斜面压力的示意图。
24. 如图所示,用滑轮组提升重300N的重物,绳上最多能提供100N的动力,请画出滑轮组绳子的绕法(不计动滑轮、绳重和摩擦)。
25. 核酸检测是目前确诊是否感染新冠肺炎的主要方法。请你利用所学的物理知识解释:
(1)病毒采集管的瓶盖刻有花纹(如图甲)的好处;
(2)医用防护面罩要使用较宽的固定带(如图乙)的原因。
26. 如图所示,是小芳和小超利用木块、卡片、滑轮和钩码等器材“探究二力平衡的条件”实验。
(1)小芳实验中通过调整钩码个数来改变拉力的______,松手后她应该观察开始小卡片能否平衡;
(2)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,小芳下一步操作是______(选填“A”、“B”或“C”);
A.左右各加一个钩码
B.把卡片剪成两半
C.把卡片扭转一个角度
(3)小超选择了如图乙的方案进行实验,小芳认为图甲的实验方案更好,是因为甲实验方案减小了______对实验的影响;
(4)在进一步实验探究中,小芳将卡片转过一个角度,松手后卡片______平衡(选填“能”或“不能”),由此实验步骤可知只有作用在______的两个力才能平衡。
27. 如图所示是小刚在探究“影响液体压强大小的因素”的实验过程。
(1)实验前,小刚同学检查装置时发现,用力按探头的橡皮膜,U形管两边液面均处在同一水平线上,则这套实验装置出现的问题可能是______,此时这个U形管______(选填“属于”或“不属于”)连通器。
(2)实验中是通过观察U形管中液面高度差来比较液体压强的大小的,这种实验方法叫做______。
(3)通过比较______两图可知,在同种液体内部,深度越深,压强越大;通过比较乙、丙两图可知,在不同液体内部的同一深度,液体密度越大,压强越______。
(4)如图甲所示,保持压强计探头在液体中的深度不变,使探头处于向上、向下、向左、向右等方位,发现U形管中液面高度差不变,这说明在液体内部的同一深度处,向各个方向的压强______。
(5)固定图乙中探头的位置不动,向容器内慢慢加水(若水未溢出),当U形管中液面的高度差与图丙相同时,烧杯底部受到液体压强的大小关系是p水______(选填“>”、“<”或“=”)p盐水。
28. 某物理兴趣小组利用图甲A、B、C、D四个步骤用石块验证阿基米德原理。
(1)图甲步骤C中弹簧测力计示数如图乙,则F3=______N。
(2)由图甲可知,石块浸没在水中时,受到的浮力F浮=______N,排开水的重力G排=______N;从而验证了阿基米德原理。
(3)收集完实验数据后,细心的组员小田同学发现弹簧测力计未使用时指针指在0.2N处,则以上实验所测浮力大小的数据______(选填“可靠”或“不可靠”)。
(4)在收集整理器材时,组员小江无意中将装有溢出水的小桶放入此时的溢水杯中,发现小桶在溢水杯中漂浮(小桶与溢水杯壁不接触),请根据实验数据判断此时会从溢水杯中溢出的水的质量为______g(忽略水的损失)。
29. 如图甲、乙所示是分别探究“动能大小跟哪些因素有关”和“重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验:
(1)在图甲实验中,让小球从斜面上自由滚下撞击水平面上的木块,通过观察小球撞击木块移动的距离大小来判断小球动能的大小;而图乙实验是让铅球从一定高度自由下落,通过比较铅球陷入沙坑的深度来判断铅球重力势能的大小。综合上述可知,这两个实验所采用的科学探究方法是______。
(2)在图甲实验中,若水平面绝对光滑且不计空气阻力,本实验将______(选填“能”或“不能”)达到实验目的,被撞击后的木块将在水平面上做______运动。
(3)由图乙(1)实验情景可得结论:当物体的高度一定时,物体的______越大,重力势能越大。
(4)若要探究物体重力势能与高度的关系,则需用______的两个铅球,让两个铅球从______落下,比较它们陷入沙子中的深度。
(5)如图乙(2)所示,C球由静止自由下落,D球沿光滑弯曲管道由静止滑下。实验表明,物体重力势能的大小与铅球通过的路径______(选填“有关”或“无关”)。
30. 在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,实验小组用如图所示的装置进行了实验,实验数据记录如表所示。
序号
钩码重
力G/N
钩码上升
高度h/cm
拉力F/N
绳端移动
距离s/cm
机械效率η
1
2
10
0.8
30
83.3%
2
4
10
1.5
30
3
6
10
2.2
30
90.9%
4
6
15
2.2
45
90.9%
(1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做______运动。
(2)如果在第一次实验时,忽略绳重和摩擦,可以计算出动滑轮的重为______ N。
(3)第2次实验时所做的有用功为______ J,滑轮组的机械效率是______。
(4)分析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物所受重力越______(选填“大”或“小”),滑轮组的机械效率越高。分析3、4次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度______(选填“有关”或“无关”)。
(5)结合生产生活实际,用滑轮组提升重物时,下列选项中也可提高机械效率的是______。
A.增大绳重
B.减轻动滑轮重
C.加快物体提升的速度
31. 在北京冬奥会的开幕式上,“奥运五环”从“冰立方”里破冰而出,实际它们都是由LED屏组成的。若“奥运五环”的质量为3000kg,五环在钢索的拉力作用下,45s内匀速上升了15m。取g=10N/kg,通过计算回答:
(1)此过程中,钢索对五环的拉力做的功是多少?
(2)此过程中,钢索对五环的拉力做功的功率是多少?
(3)若“冰立方”的体积为1500m3,冰的密度是0.9×103kg/m3,求与“冰立方”相同体积的冰的质量是多少?
32. “海斗”自主遥控水下机器人(ARV)简称“海斗号”。由中国科学院沈阳自动化研究所研发,最大潜深达10767米。“海斗号”号成为我国首台下潜深度超过万米并进行科考应用的无人自主潜水器,海斗号总质量为35t,体积为60m3。(ρ海水≈1×103kg/m3)当“海斗号”下潜到海底1×104m的深度时,求:
(1)潜水器受到海水的压强;
(2)潜水器观察窗0.02m2所受到海水的压力。
(3)“海斗号”在完成某次任务后,若不受其它动力的情况下自己匀速直线上升,求“海斗号”在返回海面的过程中所受海水阻力的大小。(假设“海斗号”所受阻力大小不变)
33. 如图所示,支撑杠杆水平平衡的支架AOB随物体M在水中能上下运动自动升降,杠杆始终保持水平平衡。轻质杠杆LOA:LOB=2:5,某同学质量为60kg。利用这个装置将物体匀速放入容器中,在M被浸没在水里的过程中,用力F1拉动绳自由端匀速竖直向下运动时,该同学对地面的压强为独立站在地面时对地压强的一半。已知,物体M的体积是0.06m3,动滑轮的重力为60N。(杆的自重、绳的重力、滑轮与绳的摩擦及液体对物体的阻力不计,g=10N/kg)求:
(1)物体M浸没在水里受到的浮力;
(2)拉力F1的大小;
(3)物体M的重力;
(4)物体M被浸没在水中的过程时,滑轮组的机械效率。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:
A、牛顿第一定律是在实验的基础上,通过科学的推理概括得出的,不可以通过实验直接得出,故A错误;
B、伽利略开创了以实验事实为基础的近代科学,伽利略的斜面实验是牛顿第一定律的实验基础,为牛顿的理论体系的建立奠定了基础,被誉为“近代科学之父“,故B正确;
C、在水平面上滑动的木块最终停下来,是由于受到摩擦阻力的作用,故C错误;
D、惯性大小只与物体的质量有关,与物体的运动状态无关,故D错误。
故选:B。
(1)牛顿第一定律内容:一切物体在没有受到任何力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。牛顿第一定律是在实验的基础上经过科学的推理而得出的。
(2)力是改变物体运动状态的原因。
(3)惯性大小与物体的质量有关,质量越大,惯性越大。
本题考查了对牛顿第一定律、惯性、力和运动的关系等知识的理解和应用,解答时把握好:牛顿第一定律是在实验的基础上进一步的推理概括出来的科学理论,而不是直接通过实验得出的。
2.【答案】B
【解析】解:A、惯性的大小只与物体的质量有关,运动员为跃向高处提前助跑时,运动员的质量不变,所以惯性大小不变,故A错误;
B、运动员从高处运动到低处时,质量不变,高度变小,重力势能变小,速度变大,动能变大,重力势能转化为动能,故B正确;
C、她腾空到最高点时,只受到重力的作用,受力不平衡,合力不为零,故C错误;
D、一切物体都具有惯性,所以运动员运动到最高点时具有惯性,故D错误。
故选:B。
(1)(4)惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,惯性的大小只与物体的质量有关;
(2)动能的大小与质量、速度有关,质量越大,速度越大,动能越大;重力势能的大小与质量、高度有关,质量越大,高度越大,重力势能越大;
(3)对运动员腾空到最高点时进行受力分析即可判断。
此题考查能量转化、惯性、平衡状态的判断,以及对物体的受力分析能力,是一道综合性较强的题目。
3.【答案】B
【解析】解:
A、图中小球运动的轨迹是弯曲的,说明小球不是处于平衡状态,所以小球受力不平衡,故A错误。
B、由图知,小球在相同时间内通过的路程相等且运动轨迹是直线,说明小球做匀速直线运动,处于平衡状态,所以小球受力平衡,故B正确。
C、图中小球做圆周运动(运动方向不断变化),说明小球不是处于平衡状态,其受力不平衡,故C错误。
D、图中小球在相同时间内通过的路程增大,说明小球做加速运动,不是处于平衡状态,其受力不平衡,故D错误。
故选:B。
根据照相机拍摄的相同时间内小球的运动轨迹的变化情况,确定小球的运动状态,然后利用力与运动的关系,即可确定小球的受力情况。
物体只有受到平衡力的作用,才处于平衡状态。反之可以通过物体的运动状态来确定物体的受力情况。
4.【答案】A
【解析】解:A、把掉在地上的羽毛球捡起来,人对羽毛球施加了力,且羽毛球在力的方向上移动了距离,所以人对羽毛球做了功,故A正确;
B、小明背着书包在水平路面上行走,书包受到重力的作用,但没有在重力的方向上通过距离,所以重力对书包不做功,故B错误;
C、举重运动员举着杠铃停在空中,杠铃受到重力的作用,但没有在重力的方向上通过距离,所以重力对杠铃不做功,故C错误;
D、小球在光滑水平面上滚动,小球受到重力的作用,但没有在重力的方向上通过距离,所以重力对小球不做功,故D错误。
故选:A。
做功的两个必要的因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离,据此分析判断。
明确三种情况不做功:一是有力无距离(例如:推而未动),二是有距离无力(靠惯性运动),三是力的方向与运动方向垂直。
5.【答案】A
【解析】解:杠杆的种类有三种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂,省力但费距离,如瓶盖起子、钢丝钳、撬棒等;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂,费力但省距离,如钓鱼竿、筷子、镊子等;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂,既不省距离也不省力,如天平、定滑轮等,所以A、B对应的内容是费力、天平,故A正确。
故选A。
杠杆中:动力臂大于阻力臂,省力;动力臂小于阻力臂,费力;动力臂等于阻力臂,不省力也不费力。
本题考查了杠杆的分类,属于基础题。
6.【答案】B
【解析】解:A、连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中的液面应保持相平,故A正确;
B、托里拆利实验中,管内外水银面高度差与大气压强有关,与玻璃管倾斜度无关,故B错误;
C、马德堡半球实验证明了大气压强的存在,故C正确;
D、在“探究二力平衡的条件”实验中,保持F1与F2大小相等,将小车扭转一个角度,松手后,两力不在一条直线上,小车不能保持平衡,故D正确。
故选:B。
(1)上端开口不连通,下部连通的容器叫做连通器。连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中的液面应保持相平;
(2)托里拆利实验中,玻璃管内外水银面的竖直高度差,即为此时的大气压强;
(3)1654年格里克在德国马德堡作了著名的马德堡半球实验,马德堡半球实验有力地证明了大气压强的存在;
(4)作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡。
本题考查了大气压强的存在、连通器的原理、二力平衡条件的应用、大气压强的测量方法,是一道综合题。
7.【答案】D
【解析】解:小明不管是站在雪地还是水泥地面上,压力大小和受力面积都相同,根据p=FS可得,两次的压强一样,即p1=p2;
由于小江的质量大于小明的,所以小江对水平面的压力大于小明对水平面的压力,根据p=FS可得,受力面积相同时,压力大的产生的压强大,所以小江产生的压强大,故p3>p1=p2。
故选:D。
根据固体压强公式进行分析即可得出结论。
本题考查固体压强的比较,需要注意的是压强的大小与接触面的材料无关。
8.【答案】D
【解析】解:
A、当飞机在跑道上滑行时若外力全部消失,根据牛顿第一定律它将会做向上的匀速直线运动,故A错误;
B、惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系,故飞机起飞时加速助跑,是为了获得更大的动能,利于升空,不能增大惯性,故B错误;
C、飞机飞行时,飞机的机翼上方突起,机翼上方空气流速大于下方空气流速,根据流体流速越大压强越小,机翼上方空气压强小于下方压强,飞机受到向上的升力作用;不是利用空气受到的浮力作用,故C错误;
D、飞机飞离甲板后,舰艇总重力减小,根据漂浮条件可知,漂浮是浮力等于重力,所以浮力减小,故D正确。
故选:D。
(1)根据牛顿第一定律,当物体不受力时,将处于静止状态或匀速直线运动状态,若物体原来是运动的,不受力将保持原来的速度做匀速直线运动;
(2)惯性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;
(3)飞机升空是利用了流体流速越大的位置,压强越小,从而使其获得向上的升力的,并不是浮力的作用;
(4)漂浮物体的浮力始终等于自身重力,判断出重力的变化情况,即可得知浮力如何变化。
本题借助舰载机飞离甲板这个场景,考查相关的物理知识,综合性较强,注重了物理和生活的联系,是中考的热点。
9.【答案】B
【解析】解:
A.浸没在水中的潜水艇在下潜过程中,水密度和排开水的体积不变,由F浮=ρ液gV排可知,所受的浮力不变,故A错误;
B.巨轮之所以能够浮在水面上,是利用空心的方法来增大排开液体的体积来增大浮力,故B正确;
C.密度计测液体密度时,都是漂浮的,所以浮力都等于重力,在不同液体中,密度计所受浮力不变,故C错误;
D.气球是利用在空气中的浮力来工作的,当气体的密度小于空气的密度时,才可以升空,故D错误。
故选:B。
(1)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,受到的浮力与液体的密度和物体排开的液体的体积有关;
(2)将物体做成中空的可以通过增大排开液体的体积增大浮力;
(3)密度计是用来测量液体密度的工具,是根据物体漂浮时浮力与重力相等的原理制成的;
(4)浸在液体或气体中的物体都受到液体或气体对它施加的竖直向上的浮力,当物体受到的浮力大于重力或者物体密度小于气体密度时,物体上浮。
本题考查了学生对阿基米德原理、增大浮力的方法、物体浮沉条件的理解与掌握,是一道浮力应用的综合题。
10.【答案】D
【解析】解:F1和F2使杠杆转动的方向与重物与杠杆转动的方向相反,可以使杠杆平衡;F3的力臂为零,不能使杠杆平衡;F4使杠杆转动的方向与重物与杠杆转动的方向相同,不能使杠杆平衡;
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选:D。
(1)促使杠杆转动的力叫动力,阻碍杠杆转动的力叫阻力;
(2)若力的力臂为0,则这个力对杠杆的平衡没有影响。
本题考查杠杆平衡条件的运用,关键是明确动力和阻力的定义。
11.【答案】D
【解析】解:AC、甲下沉,F浮
(1)根据浮力与重力的关系判断出浮力的大小;
(2)根据阿基米德原理可知两次排开水的体积关系,根据密度公式可知两次排开水的质量关系;
(3)根据h=VS可知水的深度关系,从而根据液体压强公式判断出压强的大小关系。
本题通过一个简单的生活现象,考查了质量、浮力、物体浮沉条件、压强的有关知识应用,关键能够判断出两种情况下浮力的大小关系。
12.【答案】B
【解析】解:图中是一定一动的滑轮组,可以将G1由于重力而通过绳子对G2施加的拉力看作是绳子末端的拉力,
则F=12G1=12×20N=10N,
不计摩擦及滑轮重,即理想状况下,物体G2受重力、拉力和支持力的作用,
则G2=F+N=10N+8N=18N。
故选:B。
二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上;
对物体G2进行受力分析,结合二力平衡的条件和力的合成即可计算出G2。
这是一道受力分析题,先由平衡条件可知物体G2受到的重力、拉力和支持力的关系。
13.【答案】D
【解析】解:
由图乙可知,当水温从0℃升到15℃时,水的密度ρ先变大后变小;水的质量不变,容器的底面积不变,根据m=ρV=ρSh可知容器中水先下降后上升,利用p=ρgh无法判断容器底受到水的压强p如何变化,当水温从0℃升到15℃时,水的质量不变,处于规则容器中,则水对容器底部的压力等于水的重力,根据p=FS=GS=mgS可知,当水温从0℃升到15℃时,容器底受到水的压强p不变,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选:D。
计算液体压强的公式是P=ρgh,可见,液体压强的大小只取决于液体的种类(即密度ρ)和深度h,而和液体的质量、体积没有直接的关系;题目中液体的密度、深度都发生变化,无法使用液体压强公式,应根据压强定义式p=FS=GS=mgS进行分析。
本题考查液体压强公式的应用,关键知道影响液体压强的因素是液体的密度和液体的深度。
14.【答案】A
【解析】解:A、由于ρ盐水>ρ水>ρ酒精,由p=ρgh可知,三个容器底部受到的液体压强关系是p甲 B、由图可知,a球在酒精中处于漂浮状态,所以ρ酒精>ρa,b球在水中处于悬浮状态,所以ρb=ρ水,c球在盐水中处于沉底状态,所以ρc>ρ盐水,又因为ρ盐水>ρ水>ρ酒精,所以三个小球的密度关系是ρa<ρb<ρc,故B错误;
C、若将小球b放入丙杯中,又因为ρb=ρ水<ρ盐水,所以小球b在丙杯中处于漂浮状态,所以小球b排开液体的体积小于小球b的体积,故C错误;
D、若将小球c放入甲杯中,因为ρc>ρ盐水>ρ酒精,所以小球c在甲杯中处于沉底状态,浮力小于重力,所以小球c排开液体的质量小于小球c的质量,故D错误。
故选:A。
(1)由ρ盐水>ρ水>ρ酒精和液体深度的关系,利用p=ρgh判断容器底受到液体的压强关系,由p=FS判断出容器底部受到的液体压力的关系;
(2)由图得出a、b、c三个小球所处的状态,利用浮沉条件判断物体密度与液体的密度大小关系,进而判断出三个小球密度的关系;
(3)若将小球b放入丙杯中,根据ρb=ρ水<ρ盐水判断出小球b在丙杯中的状态,从而判断出小球b排开液体的体积与小球b体积的关系;
(4)若将小球c放入甲杯中,根据ρc>ρ盐水>ρ酒精判断出小球c在甲杯中的状态,判断出浮力与重力,从而判断出小球c排开液体的质量与小球c质量的关系。
此题考查阿基米德原理、液体压强公式和密度公式的应用等,是一道综合性较强的题目,但难度不是很大。
15.【答案】B
【解析】解:A、全程中汽车的所受阻力:f=0.2G=0.2mg=0.2×1.5×103kg×10N/kg=3×103N,故A正确;
B、由题意可知,整个过程中发动机的工作时间t=40s,且在这段时间内发动机的功率不变;
由P=Wt可得,整个过程中发动机做的功:W=Pt=60×103W×40s=2.4×106J,故B错误;
C、因汽车匀速行驶时处于平衡状态,汽车的驱动力和阻力是一对平衡力,所以,汽车的驱动力F=f=3×103N;
由P=Wt=Fst=Fv可得,汽车的最大速度:v最大=PF=60×103W3×103N=20m/s,故C正确;
D、由图可知,0∼15s汽车的速度不断增大,所以此时汽车的驱动力大于汽车受到的阻力,故D正确。
故选:B。
(1)汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍,根据f=0.2G=0.2mg求出全程中汽车的所受阻力;
(2)由题意可知,整个过程中发动机的工作时间,根据P=Wt求出整个过程中发动机做的功;
(3)汽车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,二力大小相等,根据P=Wt=Fst=Fv求出汽车的最大速度;
(4)根据0∼15s汽车的运动状态来判断驱动力与阻力的关系。
本题考查了重力公式和做功公式、功率公式、运动与力的关系以及二力平衡条件的应用,明确整个过程中发动机的工作时间和汽车匀速时速度最大是关键。
16.【答案】B
【解析】解:A、因为小车沿斜面匀速运动,受到沿斜面向上的拉力2F、沿斜面向下的摩擦力f以及重力在斜面的分力,所以2F和摩擦力f不是一对平衡力,F≠12f,故A错误;
BCD、由图可知,滑轮组绳子的有效股数n=2,则绳端移动的距离:
s绳=2s车,
因为斜面的倾角为30∘,
所以s车=2h,
所以拉力F移动的距离为:s绳=4h
此系统的机械效率为:
η=W有用W总=GhFs=mghF×4h=mg4F,故B正确,CD错误。
故选:B。
(1)对小车进行受力分析;
(2)根据滑轮组绳子的有效股数表示出绳端移动的距离,根据斜面的倾角为30∘,判断处拉力F移动的距离,根据η=W有用W总=GhFs表示出此系统的机械效率。
本题是一道滑轮组和斜面的综合题目,涉及到做功公式、效率公式的应用,明确有用功、总功是关键。
17.【答案】分子在不停地做无规则运动 加快
【解析】解:能闻到消毒液的气味实质是扩散现象,说明一切物体的分子都在不停地做无规则运动。物体温度越高,分子的无规则运动越剧烈,因此,随着气温的升高,这种现象会加快。
故答案为:分子在不停地做无规则运动;加快。
不同的物质在相互接触时,分子彼此进入对方的现象叫做扩散,这一现象说明一切物体的分子都在不停地做无规则运动,物体温度越高,分子的无规则运动越剧烈。
无论是液体、固体还是气体,它们的分子在永不停息地做无规则运动,物体温度越高,分子的无规则运动越剧烈,分子运动是肉眼看不见的,要把它与物质运动区别开来。
18.【答案】27 3
【解析】解:一个物体受到同一直线上两个力的作用,若两力的方向相同,一个力的大小为15N,则另一个力的大小为12N,则合力为15N+12N=27N;
若两力的方向相反,其中一个力的大小为15N,则另一个力的大小为12N,合力为15N−12N=3N。
故答案为:27;3。
在力的合成中,作用在同一直线上的两个力,当方向相同时其合力最大,合力大小等于两个力的大小之和;当方向相反时其合力最小,合力大小等于两个力的大小之差。
知道同一直线上合力与分力的关系,会根据同一直线上合力和分力的关系进行计算。
19.【答案】小 大气压
【解析】解:用吸尘器“吸”灰尘时,吸尘器内空气流速大压强小,吸尘器外空气流速小压强大,在压强差的作用下灰尘被“吸”入吸尘器中。
用力一吸气,吸管内的气压小于外界大气压,饮料在外界大气压的作用下,被压入口腔内,利用了大气压的作用。
故答案为:小;大气压。
在气体和液体中,流速大的位置压强小。饮料在大气压力作用下被压入嘴中。
此题考查了大气压的应用、流体压强与流速的关系等,属于基础原理的应用,难度不大。
20.【答案】增加 动
【解析】解:塑料筒向前滚动时,配重螺母由于惯性不旋转,使得橡皮筋拧紧在一起,该过程主要是动能转化为弹性势能,橡皮筋的弹性势能增加;塑料筒在向后滚动时,前半段路程,橡皮筋展开,越滚越快,橡皮筋的弹性势能减少、塑料筒动能增大,弹性势能转化为动能;后半段,动能转化为弹性势能,在来回滚动的过程中橡皮筋的弹性势能与动能相互转化。
故答案为:增加;动。
动能与物体的质量与速度有关,弹性势能与弹性形变的大小有关。
本题考查了动能与势能的影响因素以及能量之间的相互转化,关键是认真观察橡皮筋的变化和纸筒运动快慢,进而得出能量变化。
21.【答案】30 560
【解析】解:(1)根据杠杆的平衡条件有:F×OB=G×OA,即:F×(0.6m−0.2m)=60N×0.2m,解得:F=30N;即手压木棒的压力大小为30N;
(2)把人体、杠杆(质量不计)和重物作为一个整体进行受力分析,整体受到竖直向下的总重力、地面竖直向上的支持力,
整体保持静止状态,根据平衡力的条件,地面对人体的支持力大小为:F支=G人+G物=500N+60N=560N;
故答案为:30;560。
(1)根据杠杆平衡条件求出手的压力的大小;
(2)在水平面上压力等于重力,对人和杠杆整体进行受力分析,利用力的合成及平衡力大小相等的知识解答。
此题考查了对杠杆平衡条件的应用,对人整体进行受力分析和相互作用力的关系是解此题的关键。
22.【答案】50 480
【解析】解:
(1)由图知,n=2,不计绳重和滑轮组内部的摩擦,当物体B匀速下降时,物体A受到水平向右滑动摩擦力的大小:
f=F拉=12(GB+G动)=12(80N+20N)=50N;
(2)当物体B、C匀速上升时,绳子的拉力:F拉′=12(GB+GC+G动)=12×(80N+40N+20N)=70N,
对物体A进行受力分析可知,物体A受到水平向左绳子的拉力、摩擦力以及水平向右的拉力,由力的平衡条件可得,当物体匀速上升时,物体A受到的摩擦力50N始终不变,则对物体A施加水平向右的拉力:F=F拉′+f=70N+50N=120N,
体A向右运动的速度:v=2vB=2×2m/s=4m/s,
拉力F的功率:P=Wt=Fst=Fv=120N×4m/s=480W。
故答案为:(1)50;(2)480。
(1)由图知,n=2,不计绳重和滑轮组内部的摩擦,当物体B匀速下降时,物体A受到水平向右滑动摩擦力的大小f=F拉=12(GB+G动);
(2)当物体B匀速上升时,对物体A施加水平向右的拉力等于摩擦力加上滑轮组绳子自由端拉力,即F拉=12(GB+G动),物体A向右运动的速度等于物体B上升速度的2倍,利用P=Wt=Fst=Fv求拉力F的功率。
本题考查了使用滑轮组时拉力、功率的计算,要利用好:不计绳重和摩擦,当物体B匀速下降时,滑轮组绳子自由端拉力F=12(GB+G轮)。
23.【答案】解:
(1)重力的作用点在物体的重心上,重力方向竖直向下;从物体A的重心竖直向下作出其重力的示意图,如下图所示:
(2)物体A对斜面的压力垂直于斜面向下,压力的作用点在斜面上,从压力的作用点沿垂直于斜面向下作出物体A对斜面压力的示意图,如下图所示:
【解析】(1)重力的作用点在物体的重心上,重力方向竖直向下,从木块重心沿重力方向做出木块重力的示意图即可。
(2)斜面上静止的木块对斜面的压力垂直于斜面向下,斜面受到的压力的作用点在斜面上,从作用点起沿力的方向画线段,在线段的末端画出箭头表示力的方向。
本题考查了作力的示意图,作力的示意图的方法:一定点,二画线,线段末端画尖尖。即作力的示意图时,注意力的方向、大小和作用点要全部表示出来。
24.【答案】解:根据题意,动滑轮重、绳重和摩擦均不计时,承担物重的绳子段数为:n=300N100N=3,故需要三段绳子提升;
n=3,为奇数,根据“奇动偶定”的原则,绳子起始端应系在动滑轮的挂钩上,然后再向定滑轮绕线,如下图所示:
故答案为:见上图。
【解析】动滑轮重、绳重和摩擦均不计,物重由几段绳子承担,拉力就是物重的几分之一;根据省力公式F=1nG物变形即可求出绳子的段数,再最据此绕线。
此题主要考查的是学生对滑轮组省力情况的计算以及滑轮组的绕制的理解和掌握。
25.【答案】答:(1)病毒采集管的瓶盖刻有花纹,增大了接触面的粗糙程度,在压力一定时,可以增大摩擦力,容易宁开瓶盖;
(2)医用防护面罩要使用较宽的固定带,增大了受力面积,在压力一定时,可以减小压强,减轻脸部勒痕。
【解析】(1)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;
(2)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。
掌握压强和摩擦力大小的影响因素,利用控制变量法解释生活中有关增大和减小压强、摩擦力的问题。
26.【答案】大小 B 摩擦力 不能 同一直线
【解析】解:(1)水平放置的实验装置中,将系于小车两端的线挂上钩码,分别跨过两定滑轮,使作用在小车上的两个拉力方向相反,并通过调整钩码的个数来改变拉力的大小;
(2)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,小芳下一步操作是将卡片剪成两半,故B正确;
(3)把物体放在水平桌面上,物体和水平桌面之间存在摩擦力,木块受到的摩擦力会对实验产生影响,甲中实验方案减小了摩擦力对实验的影响;
(4)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;由此实验步骤可知只有作用在同一直线的两个力才能平衡。
故答案为:(1)大小;(2)B;(3)摩擦力;(4)不能;同一直线。
(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)将卡片剪断可以由一个受力物体变为两个受力物体;
(3)两图相比,甲图可减小摩擦力对实验的影响;
(4)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。
在该实验中,为了探究两个力是否平衡,要用到控制变量法的思路。探究其中的一个条件时,要控制其他条件相同。这也是根据实验步骤确定实验目的主要依据。
27.【答案】装置漏气 属于 转换法 甲、乙 大 相等 <
【解析】解:(1)漏气是造成按压橡皮膜时,液柱的高度不变的原因;
漏气是U形管上端开口,底部相连通,所以是连通器;
(2)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;
(3)比较甲图、乙图,在相同液体中的不同深度处,U形管两侧的液面高度差不相等,液体的压强不同,且乙处的深度大,U形管两侧液面的高度差大,可以得到实验结论:同种液体内部,深度越深,液体的压强越大;
通过比较乙、丙两图可知,深度相同、液体的密度不同,U形管液面的高度差不同,压强不同,所以可以得出在不同液体内部的同一深度,液体密度越大,压强越大;
(4)如图甲所示,保持压强计探头在液体中的深度不变,使探头处于向上、向下、向左、向右等方位,发现U形管中液面高度差不变,这说明同一液体在液体内部的同一深度处,向各个方向的压强相同;
(5)固定图中探头的位置不动,向甲容器中慢慢加水(未溢出),当两个U形管中液面的高度差相同时,探头处压强相等,即p水上=p盐水上,
由题意可知两探头到底部的深度相等,因盐水密度大于水的密度,所以p水下 p水′+p水下 即p水 故答案为:(1)装置漏气;属于; (2)转换法; (3)甲、乙;大;(4)相等; (5)<。
(1)按压橡皮膜U形管中的液柱不动,说明空气没有将压强传递给管中的液体,表明装置漏气;
上端开口,下端连通的容器叫连通器;
(2)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;
(3)(4)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;
(5)根据两个U形管中液面的高度差相同判断探头处压强相等,利用公式p=ρgh判断出两容器底部所受液体压强的大小关系。
本题探究影响液体内部压强大小的因素,考查注意事项、液体压强特点和控制变量法和转换法的运用及液体压强公式的运用,是一道综合题。
28.【答案】2.211可靠 120
【解析】解:(1)由图乙可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2.2N;
(2)由图甲可知,测力计的示数F1=2.7N,石块浸没在水中时,测力计的示数为F2=1.7N,受到的浮力F浮=G−F2=2.7N−1.7N=1N;
空桶的重力G桶=F4=1.2N,空桶和排出的水总重G总=F3=2.2N,排开水的重力G排=G总−G桶=2.2N−1.2N=1N;
(3)如果实验前忘记调零,弹簧测力计指针位于0.2N处,则测量出相关的量都偏大;根据F浮=G−F2,因公式中的G和F2,测量值都偏大0.2N,故差值不变,即求出的浮力大小不变,数据仍然可靠;
(4)将装有溢出水的小桶放入溢水杯漂浮,漂浮时小桶受到的浮力等于溢出水和小桶的总重力,当将石块取出后水面下降,减小的体积等于小桶中水的体积,所以此次从溢水杯中溢出的水的重力为小桶的重力,为1.2N,则溢出水的质量为m=
G桶
g
=
1.2N
10N/kg
=0.12kg=120g。
故答案为:(1)2.2;(2)1;1;(3)可靠;(4)120。
(1)根据弹簧测力计的分度值读数;
(2)由图甲可知,测力计的示数F1=2.7N,石块浸没在水中时,测力计的示数为1.7N,根据F浮=G−F示得出受到的浮力;空桶的重力G桶=1.2N,空桶和排出的水总重G总=2.2N,根据G排=G总−G桶得出排开水的重力;
(3)如果实验前忘记调零,弹簧测力计指针位于0.2N处,则测量出相关的量都偏大;根据F浮=G−F示,因公式中的G和F示,测量值都偏大0.2N,故差值不变,即求出的浮力大小不变;
(4)根据阿基米德原理和浮沉条件分析解答。
本题探究浮力的大小,涉及称重法测浮力、阿基米德原理等知识,综合性强,但难度不大。
29.【答案】转换法 不能 匀速直线 质量 质量相同 不同高度 无关
【解析】解:
(1)甲实验中通过观察木块移动的距离大小来判断小球动能的大小,采用的是转换法;乙实验中通过观察铅球陷入沙坑的深度来判断铅球重力势能的大小,也用到了转换法;
(2)若水平面绝对光滑,则木块运动时不受摩擦力作用,撞击后将保持匀速直线运动,不能通过木块移动距离的远近来判断小球动能的大小,所以本实验将不能达到探究目的;
(3)比较图1可知,球下落高度和运动路径相同,B球质量大于A球质量,发现B球陷入沙深度更大,由此可得出结论:当下落高度一定时,物体的质量越大,重力势能越大;
(4)若要探究物体重力势能与高度的关系,需要控制球的质量相同,下落的路径相同,即需用质量相同的两个铅球,让两球从不同高度下落,比较它们陷入沙子中的深度;
(5)比较C、D两球,两球的质量相同,下落高度也相同,两球的运动路径不同,发现两球运动的路径不同,但陷入沙深度相同,由此可得出结论:物体的重力势能与物体运动的路径无关。
故答案为:(1)转换法;(2)不能;匀速直线;(3)质量;(4)质量相同;不同高度;(5)无关。
(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,通常用一些直观的现象去认识,或用易测量的物理量来间接测量,这种研究问题的方法叫转换法;
(2)若水平面绝对光滑,则木块运动时不受摩擦力作用,撞击后将保持匀速直线运动;而在图甲实验中,是通过观察小球撞击木块移动的距离大小来判断小球动能的大小,据此分析;
(3)(4)影响重力势能的因素有物体的质量和高度,实验中研究物体的重力势能与物体的质量关系时,需要保持高度和运动路径相同,改变物体的质量;实验中研究物体的重力势能与物体高度的关系时,需要保持质量和运动路径相同,改变物体下落的高度;
(5)研究物体的重力势能与运动路径的关系时,需要保持物体的质量和下落高度相同,改变运动路径,根据实验现象可判断是否与路径有关。
此题是探究影响物体动能大小的因素和影响重力势能大小的因素的实验,注意分析实验时控制变量法和转换法的应用。
30.【答案】匀速 0.40.488.9%大 无关 B
【解析】解:
(1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做匀速运动;
(2)在第一次实验时,动滑轮上绳子的段数:
n=sh=30cm10cm=3,
忽略绳重和摩擦,根据F=13(G+G动)可得动滑轮的重:
G动=3F−G=3×0.8N−2N=0.4N;
(3)第2次实验时所做的有用功为:W有用=Gh=4N×0.1m=0.4J;
第2次做的总功:W总=Fs=1.5N×0.3m=0.45J;
则第2次滑轮组的机械效率:η=W有用W总=0.4J0.45J×100%≈88.9%;
(4)分析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越大,滑轮组的机械效率越高;
分析3、4次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关;
(5)A、增大绳重,增大了额外功,而有用功不变,总功增大,则有用功与总功的比值变小,即机械效率变小,故A错误;
B、减轻动滑轮重,减小了额外功,而有用功不变,总功减小,则有用功与总功的比值变大,即机械效率变大,故B正确;
C、由(4)知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关,所以v=st可知滑轮组的机械效率与物体提升的速度无关,故C错误;
故选B。
故答案为:(1)匀速;(2)0.4;(3)0.4;88.9%;(4)大;无关;(5)B。
(1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做匀速运动,此时系统处于平衡状态,测力计示数等于拉力大小;
(2)由n=sh可求动滑轮上绳子的段数,忽略绳重和摩擦,根据F=1n(G+G动)可以计算出动滑轮的重;
(3)根据W有用=Gh得出第2次实验时所做的有用功,
根据W总=Fs得出第2次做的总功,根据η=W有用W总求出滑轮组的机械效率;
(4)分析1、2、3次实验的数据得出结论;
分析3、4次实验的数据可得出滑轮组的机械效率与钩码上升的高度的关系;
(5)A、增大绳重,增大了额外功,而有用功不变,总功增大,结合滑轮组的机械效率公式分析;
B、减轻动滑轮重,减小了额外功,而有用功不变,总功减小,结合滑轮组的机械效率公式分析;
C、由(4)知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关,根据v=st分析。
本题是测量滑轮组机械效率的实验,考查了实验注意事项、滑轮组的省力公式、功和机械效率的计算、数据分析及影响机械效率大小的因素。
31.【答案】解:(1)此过程中,钢索对五环的拉力做的功W=Gh=mgh=3000kg×10N/kg×15m=4.5×105J;
(2)此过程中,钢索对五环的拉力做功的功率P=Wt=4.5×105J45s=104W;
(3)若“冰立方”的体积为1500m3,冰的密度是0.9×103kg/m3,与“冰立方”相同体积的冰的质量m′=ρV=0.9×103kg/m3×1500m3=1.35×106kg。
答:(1)此过程中,钢索对五环的拉力做的功是4.5×105J;
(2)此过程中,钢索对五环的拉力做功的功率是104W;
(3)与“冰立方”相同体积的冰的质量是1.35×106kg。
【解析】(1)根据W=Gh=mgh得出钢索对五环的拉力做的功;
(2)根据P=Wt得出钢索对五环的拉力做功的功率;
(3)根据密度公式的变形式m=ρV得出与“冰立方”相同体积的冰的质量。
本题考查功、功率、密度的计算,综合性强,难度适中。
32.【答案】解:(1)潜水器受到海水的压强:p=ρ海水gh=1×103kg/m3×10N/kg×1×104m=1×108Pa;
(2)潜水器观察窗0.02m2所受到海水的压力:F=pS=1×108Pa×0.02m2=2×106N;
(3)“海斗号”的质量m=35t=3.5×104kg,
“海斗号”的重力:G=mg=3.5×104kg×10N/kg=3.5×105N,
“海斗号”全部浸没在海水中排开水的体积V排=V=60m3,
“海斗号”所受的浮力:F浮=ρ海水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×60m3=6×105N,
由于海斗号向上做匀速直线运动,处于平衡状态,故F浮=G+f,
“海斗号”所受海水阻力的大小:f=F浮−G=6×105N−3.5×105N=2.5×105N。
答:(1)潜水器受到海水的压强为1×108Pa;
(2)潜水器观察窗0.02m2所受到海水的压力为2×106N;
(3)“海斗号”所受海水阻力的大小为2.5×105N。
【解析】(1)根据p=ρgh求潜水器受到海水的压强;
(2)根据p=FS求潜水器观察窗0.02m2所受到海水的压力;
(3)根据G=mg得出“海斗号”的重力,根据V排=V得出“海斗号”全部浸没在海水中排开水的体积,根据F浮=ρ液gV排得出“海斗号”所受的浮力,由于海斗号向上做匀速直线运动,处于平衡状态,根据f=F浮−G得出“海斗号”所受海水阻力的大小。
本题考查压强、压力、浮力的计算,并考查受力分析的有关知识,综合性较强。
33.【答案】解:(1)M被浸没在水里,则V排=V=0.06m3,
物体M浸没在水里受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m3=600N;
(2)人的重力:G人=m人g=60kg×10N/kg=600N,
人独立站在地面时对地的压力等于人的重力,
用力F1拉动绳自由端匀速竖直向下运动时,该同学对地面的压强为独立站在地面时对地压强的一半,受力面积不变,由压强公式可知,此时压力是人的重力的一半,
则拉力也是人的重力的一半,即F1=12G人=12×600N=300N;
(3)已知F1=300N,G动=60N,使用滑轮组时n=2,杆的自重、绳的重力、滑轮与绳的摩擦及液体对物体的阻力不计,
由滑轮的特点和力的平衡可得,作用在B端的拉力:FB=2F1−G动=2×300N−60N=540N;
由杠杆平衡条件可得FA×LOA=FB×LOB,已知LOA:LOB=2:5,
则作用在A端的拉力:FA=FB×LOBLOA=540N×52=1350N,
由力的平衡可得,物体M的重力:G=F浮+FA=600N+1350N=1950N;
(4)B端拉力做的功为有用功,克服动滑轮重力做的功为额外功,
则滑轮组的机械效率:
η=W有W总×100%=FBhFBh+G动h×100%=FBFB+G动×100%=540N540N+60N×100%=90%。
答:(1)物体M浸没在水里受到的浮力为600N;
(2)拉力F1的大小为300N;
(3)物体M的重力为1950N;
(4)物体M被浸没在水中的过程时,滑轮组的机械效率为90%。
【解析】(1)已知物体M的体积是0.06m3,M被浸没在水里V排=V,由F浮=ρ水gV排可求得物体M浸没在水里受到的浮力;
(2)用力F1拉动绳自由端匀速竖直向下运动,该同学对地面的压强为独立站在地面时对地压强的一半,受力面积没变,那么压力当然就是人的重力的一半,据此可求出拉力F1的大小;
(3)已知拉力F1和动滑轮的重力,使用滑轮组时n=2,杆的自重、绳的重力、滑轮与绳的摩擦及液体对物体的阻力不计,由滑轮的特点和力的平衡可求得作用在B端的力FB,再利用杠杆平衡条件求得作用在A端的力FA,由G=F浮+FA可求得物体M的重力;
(4)B端拉力做的功为有用功,克服动滑轮重力做的功为额外功,而总功等于有用功与额外功之和,据此结合机械效率的公式可求出滑轮组的机械效率。
此题的综合性较强,涉及了滑轮组、杠杆的平衡条件、浮力公式的应用、机械效率的计算,能否将所学的规律与公式在题目中加以应用,关键还取决于能否对题意有一个正确的分析,因此,分析题意,明确这一装置的工作原理与过程,搞清各力之间的关系,才是真正的关键。
福建省福州市鼓楼区延安中学2023-2024学年八年级上学期月考物理试卷(10月份): 这是一份福建省福州市鼓楼区延安中学2023-2024学年八年级上学期月考物理试卷(10月份),共30页。试卷主要包含了选择题,填空题,实验探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。
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