2022-2023学年湖北省鄂州市临空经济区八年级(下)期末物理试卷(含解析)
展开2022-2023学年湖北省鄂州市临空经济区八年级(下)期末物理试卷
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
第I卷(选择题)
一、单选题(本大题共12小题,共24.0分)
1. 下列估测的数据最接近实际的是( )
A. 一瓶学生风味酸奶的质量约为200g
B. 鄂洋澜湖冬季水温约为−10℃
C. 一名中学生游泳时受到的浮力约为50N
D. 小明上楼梯克服重力做功的功率约为2000W
2. 关于力和运动的关系,下列说法正确的是( )
A. 物体运动状态改变,一定受到力的作用
B. 物体受到了力的作用,运动状态一定改变
C. 没有力的作用,运动的物体会慢慢停下来
D. 物体在平衡力作用下,一定处于匀速直线运动状态
3. 关于物体的惯性,以下说法正确的是( )
A. 高速飞行的子弹具有惯性,穿入木头静止后惯性消失
B. 驾驶员系安全带,是为了减小驾驶员的惯性
C. 物体静止时才具有惯性
D. 百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来,是由于运动员具有惯性
4. 一架运有农药的飞机从鄂州花湖机场起飞,到达一片农田后匀速直线喷洒农药,在喷洒过程中飞机整体的动能和重力势能变化情况是( )
A. 动能、重力势能都不变 B. 动能不变,重力势能变大
C. 重力势能不变,动能变大 D. 动能、重力势能都变小
5. 关于如图所示的四个情境,下列说法中正确的是( )
A. 甲图中手用力推杯子,杯子没动,手的推力对杯子做功
B. 乙图中手托着杯子长时间不动,手向上托的力对杯子做功
C. 丙图中手托着杯子水平向右移动,手向上托的力对杯子做功
D. 丁图中手托着杯子竖直向上移动,手向上托的力对杯子做功
6. 如图,用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度。与提升B相比,提升A的过程滑轮组的机械效率较大。若不计绳重与摩擦的影响,则提升A的过程( )
A. 额外功较小 B. 额外功较大 C. 总功较小 D. 总功较大
7. 在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.5N.把零件浸入密度为0.8×103kg/m3的液体中,当零件14的体积露出液面时,测力计的示数是6N,则金属零件的体积是(g取10N/kg)( )
A. 2×10−4m3 B. 2.5×10−4m3 C. 6×10−4m3 D. 7.5×10−4m3
8. 独轮车是生活中搬运砖块的轻便工具,在竖直向上的拉力F1作用下,独轮车在图示位置保持静止,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 独轮车可看作是一个费力杠杆
B. 图中车砖的总重力G与拉力F1之比为3:1
C. 为了更轻便,可以把车厢内砖块适当向后移动
D. 若将拉力由F1方向改为F2方向会更省力一些
9. 如图所示,C是水平地面,A、B是两个长方形物块,F是作用在物块B上沿水平方向的力,物块A和B以相同的速度做匀速直线运动。由此可知,关于A、B间摩擦力f1和B、C间摩擦力f2的分析中,正确的是( )
A. f1=0,f2≠0 B. f1=0,f2=0 C. f1≠0,f2=0 D. f1≠0,f2≠0
10. 如图所示,是a、b两种物质m−V的关系图像,若用质量相等的a、b两种物质分别制成两个实心正方体甲、乙,将甲、乙放在水平地面上。下列说法正确的是 ( )
A. a、b的密度之比为4:1
B. 甲、乙两个正方体对地面的压强之比为4:1
C. a、b的密度之比为2:1
D. 甲、乙两个正方体对地面的压强之比为2:1
11. 甲、乙两个完全相同的圆柱形烧杯放置在水平桌面上,内装入适量的密度不同但质量相等的盐水,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙烧杯中,鸡蛋在两烧杯中静止时所处的状态如图所示。下列判断正确的是( )
A. 甲杯中盐水密度为ρ甲,乙杯中盐水密度为ρ乙,则ρ甲>ρ乙
B. 鸡蛋在甲、乙两烧杯中受到的浮力分别为F浮和F′浮,则F浮>F′浮
C. 放入鸡蛋后,甲、乙两烧杯对桌面的压力分别为F甲和F乙,则F甲=F乙
D. 放入鸡蛋后,甲、乙两烧杯底部受到的压强分别为p甲和p乙,则p甲>p乙
12. 体重为600N的小阅用如图所示的滑轮组来提升重1350N的物体,他用500N的拉力使该物体缓慢匀速上升,5s内物体上升了1m。不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,下列说法中正确的是( )
A. 小阅拉力做功的功率为100W
B. 此时滑轮组的机械效率为75%
C. 提升重物的过程中克服动滑轮重力做功450J
D. 小阅用该滑轮组能提起的最大物重为1650N
第II卷(非选择题)
二、填空题(本大题共5小题,共10.0分)
13. 一艘远洋轮船装上货物后,发现船身下沉了一些,则它受到的浮力______(填“变大”“变小”或“不变”),当船由内河驶入大海后,船受的浮力______(填“变大”“变小”或“不变”),船相对于水面将______(填“上浮”“下沉”或“不变”)。
14. 如图所示,将A管插入装有水的杯中,用嘴衔住A管的上端能将水吸上来是利用了______ ;把另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端,往B管中轻轻吹气,可看到A管内的水面上升,原因是______ 。
15. 在体育考试中,小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若实心球重20N,从最高点到落地点的过程中,球下降的高度为2.7m,用时约0.75s.则球下降过程中重力做功为______J,功率为______W。
16. 如图所示为两端开口的漏斗状圆台形容器A,在A下端挡上一质量不计的薄塑料片B,将两端开口的圆台A插入水槽中,若在塑料片B上放一个1kg的砝码,塑料片B刚好下落,现将砝码取出并向圆台A内注水,当塑料片刚好下落时,水的质量______ 1kg(大于、等于或小于)。
17. 如图所示,将边长10cm的正方体木块放入装有水的烧杯中,木块静止时,上表面距离水面4cm,g取10N/kg,木块的密度是______ kg/m3,使木块完全浸没需要向下______ N的力。
三、作图题(本大题共2小题,共6.0分)
18. 如图所示,一小球从弧形槽上的A点静止释放,小球沿弧形槽滚至另一端的最高点为C点,试作出由A点滚至C点过程中,小球在B点(即弧形槽底部与水平面的切点)受力的示意图(忽略空气阻力)
19. 如图所示,在C点用力把桌腿A抬离地面时,桌腿B始终没有移动,请在C点画出最小作用力的示意图。
四、实验探究题(本大题共3小题,共15.0分)
20. “探究物体的功能跟哪些因素有关”的实验装置如图所示,小明同学让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下,推动水平面上的木块。回答下列问题:
(1)小明同学在研究动能大小跟______的关系;
(2)通过观察______,来判断小球A动能的大小;
(3)若水平面绝对光滑,本实验将______(选填“能”或“不能”)达到探究目的。
21. 如图1所示,小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉。此时,应把杠杆两端的平衡螺母向______ (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在不挂钩码时,保持水平并静止,达到平衡状态。这样做的好处是便于在杠杆上直接测量______ 。
(2)杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A点处挂4个钩码,在B点处挂6个钩码,杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂。他这样得出的结论是否合理?______ ;为什么?
______ 。
(3)实验结束后,小明提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用图2所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是______ 。
22. 小明在测量滑轮组机械效率实验中,利用如图所示的滑轮组进行了多次测量,测得数据如表所示。
序号
物重G/N
钩码上升高度h/m
动力F/N
动力作用点移动距离s/m
机械效率η
1
1
0.1
0.7
0.3
47.6%
2
1
0.2
0.7
0.6
47.6%
3
2
0.1
1.1
0.3
60.6%
4
4
0.1
2
0.3
(1)滑轮组中动滑轮的作用是______ ,定滑轮的作用是______ ;
(2)第4次实验测得的机械效率η= ______ (保留一位小数);
(3)小明通过数据表发现:比较______ 两次实验数据可知,滑轮组机械效率与重物被提升高度无关;比较3、4两次实验数据可知,同一滑轮组,______ 越大,机械效率越高;
(4)小明进一步分析3、4两次数据,还发现第4次拉力做的有用功比第3次大______ J,第4次拉力做的额外功比第3次大______ J。由此可见,机械效率提高的原因是有用功增大比额外功增大多得多,从而使有用功占总功的比值增大。
五、计算题(本大题共2小题,共15.0分)
23. 如图所示,斜面长5m,高3m,小明用绳子沿斜面将重为300N的木块由斜面底端匀速拉到顶端,拉力大小为240N,绳重不计.求:
(1)小明做的有用功;
(2)斜面的机械效率.
(3)木块与斜面间的摩擦力.
24. 如图所示,用细线将正方体A和物体B相连放入水中,两物体静止后恰好悬浮,此时A上表面到水面的高度差为0.12m。已知A的体积为1.0×10−3m3,所受重力为8N;B的体积为0.5×10−3m3,水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求:
(1)A上表面所受水的压强;
(2)B所受重力大小;
(3)细线对B的拉力大小。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解:A、一瓶学生风味酸奶的质量约为200g,故A正确;
B、鄂洋澜湖冬季水温约为2℃,故B错误;
C、中学生的体重在500N左右,一名中学生在水中游泳时处于漂浮状态,其受到的浮力约为F浮=G=500N,故C错误;
D、小明的重力在500N左右,上一层楼(高度约为3m)所用的时间约为10s,小明上楼梯克服重力做功的功率约为P=Wt=Ght=500N×3m10s=150W,故D错误。
故选:A。
首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
此题考查了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。
2.【答案】A
【解析】解:
A、力是改变物体运动状态的原因,物体运动方向的改变,则一定受到力的作用,故A正确;
B、物体若受到平衡力的作用,运动状态不会改变,故B错误;
C、若没有力的作用,则运动的物体会永远不停地做匀速直线运动,故C错误;
D、若物体受平衡力,可能静止,可能做匀速直线运动,故D错误。
故选:A。
(1)物体运动状态的改变是指运动速度大小、方向的改变;
(2)根据物体受平衡力,运动状态不变进行分析;
(3)若物体受平衡力,将保持平衡状态:静止或匀速直线运动状态;
(4)根据牛顿第一定律的内容分析。
此题考查了力和运动的关系,物体不受力或受平衡力,运动状态不变,保持静止或匀速直线运动状态;物体运动状态改变一定受到力的作用。此题属于易错题。
3.【答案】D
【解析】解:A、物体在任何情况下都有惯性,高速飞行的子弹具有惯性,穿入木头静止后惯性也不会消失。故A错误;
B、汽车驾驶员和前排乘客系安全带,是为了减小惯性带来的伤害,不是减小惯性。故B错误;
C、物体在任何情况下都具有惯性。故C错误;
D、百米赛跑运动员到达终点后,由于运动员具有惯性,还要保持原来较快的速度,所以不能马上停下来。故D正确。
故选:D。
物体保持运动状态不变的性质叫做惯性,惯性是物体的固有属性,物体在任何情况下都有惯性,质量决定了惯性的大小,质量越大,惯性越大。
正确理解惯性的概念是解答此题的关键,惯性作为物体本身固有的一种属性,在我们生活中随处可见,与我们的生活息息相关,我们要注意联系实际,用所学惯性知识解决身边的物理问题,但一定要注意惯性不是力,说消失、产生、惯性力是错误的。
4.【答案】D
【解析】解:在喷洒农药的过程中,飞机匀速直线飞行,高度不变、速度不变,但质量不断减小,所以动能和重力势能都变小。
故选:D。
影响动能大小的因素:质量、速度,质量越大,速度越大,动能越大;影响重力势能大小的因素:质量、被举的高度。质量越大,高度越大,重力势能就越大。
本题考查了对动能和重力势能影响因素的理解与应用,注意本题中,飞机的质量在变小,是正确判断的关键。
5.【答案】D
【解析】解:
AB、甲图和乙图中手用力推杯子和手托着杯子两种情况下杯子都没动,即杯子没有在力的方向移动,所以手的推力对杯子不做功,故AB错误;
C、丙图中手托杯子的力竖直向上,杯子水平移动,没有在托力方向上移动,所以手对杯子不做功,故C错误;
D、丁图中手托着杯子的力方向竖直向上,杯子竖直向上移动,所以手向上托的力对杯子做功,故D正确。
故选:D。
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。
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沿力的方向通过了距离,力对物体才做功。
6.【答案】D
【解析】解:
AB、由题知,提起两物体所用的滑轮组相同,将物体提升相同的高度,不计绳重和摩擦,克服动滑轮重力所做的功是额外功,由W额=G动h知,提升A和B所做额外功相同,故A、B错误;
CD、不计绳重与摩擦的影响,滑轮组的机械效率:η=W有W总=W有W有+W额,额外功相同,提升A物体时滑轮组的机械效率较大,所以提升A物体所做的有用功较大,其总功较大,故C错误、D正确。
故选:D。
不计绳重及摩擦,利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度,做额外功相同;而总功等于有用功与额外功之和;机械效率是有用功与总功的比值。由此分析解答。
本题考查对有用功、额外功和总功以及机械效率的认识和理解,注意同一滑轮组提升物体高度相同时额外功是相同的。
7.【答案】B
【解析】解:
(1)金属零件所受的浮力:F浮=G−F示=7.5N−6N=1.5N,
(2)由F浮=ρ液gV排得排开液体的体积:
V排=F浮ρ液g=1.5N0.8×103kg/m3×10N/kg=1.875×10−4m3。
由题知,零件14的体积露出液面,则V排=(1−14)V=34V,
所以金属零件的体积:V=43V排=43×1.875×10−4m3=2.5×10−4m3。
故选:B。
(1)利用二次称重法求出零件受到液体对它的浮力;
(2)根据F浮=ρ水gV排求出零件排开液体的体积,然后计算零件的体积。
本题考查了学生对阿基米德原理的掌握和运用,利用好称重法测浮力是本题的关键。
8.【答案】D
【解析】解:A、因为独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆;故A错误;
B、根据杠杆的平衡条件,当在A点竖直向上拉时,此时动力臂为0.3m+0.9m=1.2m,由杠杆平衡条件可得,即F1×1.2m=G×0.3m,解得图中车砖的总重力G与拉力F1之比为4:1,故B错误;
C、根据杠杆的平衡条件,为了更轻便,可以把车厢内砖块适当向前(左侧)移动,减小了阻力臂,动力也会减小,能达到省力的目的,故C错误;
D、若将拉力由F1方向改为F2方向,由于F1的力臂是水平长度,而F2的力臂等于车把的长度,故力臂变大,会更省力一些,故D正确。
故选:D。
(1)结合图片和生活经验,判断独轮车在使用过程中,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。
(2)根据图示可知动力臂和阻力臂的大小,利用杠杆的平衡条件可知图中车砖的总重力G与拉力F1之比;
(3)根据杠杆平衡条件分析把车厢内砖块适当向后移动导致阻力臂增大,动力大小如何变化;
(4)若将拉力由F1方向改为F2方向,分析动力臂的变化,判断是否会更省力。
本题考查杠杆的平衡条件与应用,关键是知道图中的动力臂和阻力臂的大小。
9.【答案】A
【解析】
【分析】
本题关键要抓住物块的运动状态:匀速直线运动,根据平衡条件分析物块的受力,要培养根据状态分析受力的习惯。
物块A和B以相同的速度做匀速直线运动,合力均为零,分别以A和整体为研究对象,研究A与B间、B与地间的摩擦力。
【解答】
先以A为研究对象,A做匀速运动,合力为零,由平衡条件分析可知,A不受摩擦力,否则水平方向上A的合力不为零,不可能做匀速直线运动;
再以整体为研究对象,由平衡条件分析可知,地面对B一定有摩擦力,故A正确。
故选A。
10.【答案】B
【解析】解:
AC、由图象可知,当m=80g时,V甲=5cm3、V乙=40cm3,
a、b两种物质的密度为:
ρa=mV甲=80g5cm3=16g/cm3,ρb=mV乙=80g40cm3=2g/cm3,
a、b的密度之比:
ρa:ρb=16g/cm3:2g/cm3=8:1,故A、C错误;
BD、用质量相等的a、b两种物质分别制成两个实心正方体甲、乙,其体积之比:
V甲:V乙=mρa:mρb=ρb:ρa=1:8,
由V=L3可得正方体的边长之比:
L甲:L乙=1:2,
因为正方体对水平地面的压强p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρL3gL2=ρLg,
所以,甲乙两物体对水平地面的压强之比:p甲p乙=ρaL甲gρbL乙g=8×1×g1×2×g=41,故B正确、D错误。
故选:B。
(1)由图象可知,当m=80g时,甲、乙两物体的体积,利用密度公式求a、b两种物质的密度,进而求出密度之比;
(2)用质量相等的a、b两种物质分别制成两个实心正方体甲、乙,知道了密度关系,可求体积之比,再利用V=L3求正方体的边长之比,根据正方体对水平地面的压强p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρL3gL2=ρLg求压强之比。
本题考查了重力公式、密度公式、压强公式的应用,本题关键:一是通过图象求出a、b两物质的密度之比,二是利用好方形或圆柱形均匀物体对水平地面压强的推导公式p=ρgh。
11.【答案】C
【解析】AB、因为鸡蛋在甲中悬浮、在乙中漂浮,所以浮力都等于自身的重力,即鸡蛋在甲、乙两烧杯中受到的浮力相等,根据F浮=ρ液gV排可知,在浮力相同时,甲杯中的V排大,所以ρ液小,即ρ甲<ρ乙,故A、B错误;
C、因甲、乙两个烧杯完全相同,装入密度不同但质量相等的盐水,且鸡蛋一样,根据水平面上物体的压力和自身的重力相等和G=mg可知,放入鸡蛋后甲、乙两烧杯对桌面的压力相等,故C正确;
D、烧杯粗细均匀,装入密度不同但质量相等的盐水,且鸡蛋一样,所以甲、乙两烧杯底部受到的压力相等,因两烧杯底面积S相同,根据p=FS可知,两烧杯底部受到液体的压强相同,故D错误。
故选:C。
分析:(1)同一只鸡蛋无论漂浮还是悬浮,其浮力都等于排开盐水的重力,也等于自身的重力;在浮力相同时,排开的液体体积越大,说明液体的密度越小。
(2)水平面上物体的压力和自身的重力相等,据此可知甲、乙两烧杯对桌面的压力关系。
(3)粗细均匀容器底部受到的压力等于液体的重力和漂浮(或悬浮)物体的重力之和,根据p=FS判断甲、乙两烧杯底部受到的压强关系。
本题考查了物体的浮沉条件、阿基米德原理、压力和压强大小的比较等,综合性强,难度较大;解题时要注意压强公式的正确选择。
12.【答案】D
【解析】解:A、由图可知n=3,绳子自由端移动的距离:s=nh=3×1m=3m,
拉力做的总功:W总=Fs=500N×3m=1500J,
拉力做功的功率:P=W总t=1500J5s=300W,故A错误;
B、滑轮组的机械效率:η=W有W总=GhFs=GhFnh=GnF=1350N3×500N×100%=90%,故B错误;
C、因为不计绳重和摩擦时F=1n(G+G动),所以动滑轮的重力:G动=nF−G=3×500N−1350N=150N,
克服动滑轮重力做的功:W动=G动h=150N×1m=150J,故C错误;
D、小阅通过滑轮组向下拉绳子时的最大拉力:F最大=G人=600N,
因为不计绳重和摩擦时F=1n(G+G动),所以小阅用该滑轮组能提起的最大物重:G最大=nF最大−G动=3×600N−150N=1650N,故D正确。
故选:D。
(1)由图可知n=3,绳子自由端移动的距离s=nh,利用W总=Fs求拉力做的总功,利用P=W总t求拉力做功的功率;
(2)利用η=W有W总=GhFs=GhFnh=GnF求滑轮组的机械效率;
(3)利用不计绳重和摩擦时F=1n(G+G动)求动滑轮的重力,利用W动=G动h求克服动滑轮重力做的功;
(4)人通过滑轮组向下拉绳子时的最大拉力等于人自身的重力,根据不计绳重和摩擦时F=1n(G+G动)求小阅用该滑轮组能提起的最大物重。
本题考查了使用滑轮组时动滑轮的重力、功、功率和机械效率的计算,关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。
13.【答案】变大 不变 上浮
【解析】解:由题知,货轮在装上货物后,船身下沉,排开水的体积V排变大,由F浮=ρ水V排g可知,船受到水的浮力变大;
当船由内河驶入大海后,都是漂浮,船受到的浮力:F浮=G,船受到的重力不变,所以船受到的浮力不变;
又F浮=ρ液V排g,ρ河水<ρ海水,所以排开河水的体积大于排开海水的体积,船将上浮一些。
故答案为:变大;不变;上浮。
货轮在装上货物后,船身下沉,说明排开水的体积变大,根据阿基米德原理分析船受到浮力的变化情况;
当船由长江驶入大海后,都是漂浮,根据漂浮条件分析船受到浮力的变化情况,再根据阿基米德原理判断排开水的体积的变化,从而得出船是上浮还是下沉。
本题关键有二,一是漂浮条件的使用,二是利用阿基米德原理时要同时考虑影响浮力的两个因素(液体的密度和排开液体的体积)。
14.【答案】大气压 流速大的位置,压强小
【解析】解:(1)将A管插入装有水的杯中,用嘴衔住A管的上端能将水吸上来是因为吸水时,吸管内气压减小小于外界大气压,在大气压的作用下水被压入吸管;
(2)往B管中吹气,吸管A上方空气的流速增大,压强减小,A管中液体受到向上的压强大于向下的压强,液面上升。故以上实验现象说明:流速大的位置,压强小。
故答案为:大气压;流速大的位置,压强小。
(1)用A管吸水时,吸管内气压减小小于外界大气压,在大气压的作用下水被压入吸管。
(2)当向B管吹气A管上方的空气流动速度增大,压强减小,A管下方压强不变,A管内的液体受到向上的压强大,液面上升。
此题综合考查大气压的应用、流体压强和流速的关系,对于流体压强问题,要明确被研究的物体,物体的哪两个侧面流体流速不同,判断两个侧面的压强情况,判断物体在压强差作用下的运动情况。
15.【答案】54 72
【解析】解:
(1)重力对实心球做功:
W=Gh=20N×2.7m=54J,
(2)重力做功功率:
P=Wt=54J0.75s=72W。
故答案为:54;72。
(1)知道实心球受到的重力和在重力方向上移动的距离,利用W=Gh求重力做功大小;
(2)知道做功时间,利用公式P=Wt求重力做功功率。
本题考查了学生对功的公式、功率公式的掌握和运用,确定实心球在重力方向上移动的距离h是本题的关键。
16.【答案】大于
【解析】解:塑料片刚好下落时,由p=FS=GS=m砝码gs得m砝码=pSg;
将砝码取出并向圆台A内注水,当塑料片刚好下落时,塑料片两次受到的压强相等,有p=ρgh,则m砝码=pSg=ρghSg=ρhS=ρV柱=m柱;
由于A为底小口大的圆台状容器,以其底面积为底的水柱的质量m柱小于注入的水的质量m水,故m砝码
塑料片刚好下落时,其上下表面受到的压强相等,利用p=FS、p=ρgh、密度公式和A的形状进行分析即可。
本题考查压强公式、液体压强公式、密度公式的应用,对于底小口大的圆台形容器,注入水的重力大于其对底面产生的压力。
17.【答案】0.6×103 4
【解析】解:木块底部距离水面的高度;h=10cm−4cm=6cm=0.06m,
木块排开水的体积(即浸入水中的体积)为:V排=10cm×10cm×6cm=600cm3=6×10−4m3,
木块受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10−4m3=6N;
木块的体积:V=10cm×10cm×10cm=1000cm3=10−3m3,
根据浮沉条件得,G物=F浮=6N,
由G=mg和ρ=mV得:木块的密度:ρ木=G物gV=6N10N/kg×10−3m3=0.6g/cm3=0.6×103kg/m3;
使木块完全浸没还需要向下的力:
F=F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1×0.1×0.04)m3=4N。
故答案为:0.6×103;4。
(1)求出木块浸入水中的体积,即为排开水的体积,利用F浮=ρ水gV排计算浮力大小;木块漂浮所受浮力等于重力,利用重力公式求出质量,然后利用密度公式求其密度;
(2)使木块完全浸没受到的力等于木块露出部分在水中受到的浮力,利用F浮=ρ水gV排计算。
此题以正方体木块漂浮在水中,考查了学生对浮力大小的计算、密度的计算等多个知识点的掌握情况,是一道综合性很强的题目。关键是公式的灵活运用。
18.【答案】解:小球由A点滚至C点过程中,小球在B点时,小球受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力作用,同时,忽略空气阻力,小球受到水平向左的摩擦力,过小球的重心,分别沿各力的方向画一条有向线段,并分别用G、F和f表示,如图所示:
【解析】画力的示意图,首先要对物体进行受力分析,看物体受几个力,要先分析力的大小、方向和作用点,再按照画图的要求画出各个力。
此题考查力的示意图的画法,关键是对小球进行正确的受力分析,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,是平衡力的长度要相等。
19.【答案】如图所示:
【解析】
【分析】
根据杠杆的平衡条件,要想施加最小的力,必须是力臂最大。
为了确定最小的力就必须找力臂最大时对应的力,此时力的作用点应该离支点最远。
【解答】
连接BC,则BC就是最长的动力臂,根据杠杆平衡的条件,要使杠杆平衡动力方向向上,据此可画出最小的动力;如下图所示:
20.【答案】速度 木块被推移的距离 不能
【解析】解:(1)小明同学让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下,高度不同,则小球到达水平面时的速度时不同的,故探究的是动能和速度的关系;
(2)图中实验是通过观察木块被推移的距离来判断钢球动能大小的,运用了转换法;
(3)若水平面绝对光滑,钢球在水平上运动时不受阻力的作用,因此钢球和木块一切保持匀速直线运动,无法根据木块被推移的距离来判断钢球动能大小,故本实验将不能达到探究目的。
故答案为:(1)速度;(2)木块被推移的距离;(3)不能。
(1)动能的大小与速度和质量有关;
(2)探究“动能的大小与什么因素有关”时,小球动能的大小是通过小球对外做功的多少来体现,实验中通过观察木块被小球推开的距离反映做功的多少,这种研究问题的方法叫转换法;
(3)根据牛顿第一定律分析。
解决此类问题要结合影响动能的大小因素和控制变量法、转换法进行分析解答。
21.【答案】左 力臂 不合理 只通过一次测量,数据具有偶然性,不具备普遍性 杠杆自身重力对实验的影响
【解析】解:(1)杠杆重心右移,应将平衡螺母(左端和右端的均可)向左调节,直至重心移到支点处,使杠杆重力的力臂为零,这样就减小了杠杆的自重对实验的影响;力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。
(2)杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1L1=F2L2),只通过一次测量,数据具有偶然性,不具备普遍性。
(3)如图乙示装置进行探究,杠杆的重心没有通过支点,杠杆的重对杠杆平衡有影响。
故答案为:(1)左;力臂;(2)不合理;只通过一次测量,数据具有偶然性,不具备普遍性;(3)杠杆自身重力对实验的影响。
(1)杠杆右端下沉,说明杠杆的重心在支点右侧,调节平衡螺母应使杠杆重心左移,这一调节过程的目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响;杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂的长度可以直接从杠杆上读出来。
(2)实验时,如果只用一组数据得到结论,偶然性太大,因此应获取多组实验数据归纳出物理规律。
(3)杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小;杠杆的重心过支点,消除杠杆重对杠杆平衡的影响。
探究杠杆平衡条件时,使杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂大小,杠杆的重心通过支点,消除杠杆重对杠杆平衡的影响,使实验简单化,便于探究。
22.【答案】改变力的大小 改变力的方向 66.7% 1、2 提升物体的重力 0.2 0.07
【解析】解:(1)定滑轮和动滑轮在构造上是相同的,只是在使用中,不随物体一起移动的滑轮叫定滑轮,和物体一起移动的滑轮叫动滑轮;
定滑轮的作用是改变力的方向;动滑轮实质上是动力臂是阻力臂二倍的杠杆,所以使用它可以省一半的力,但不能改变力的方向。
(2)由表中第4次实验数据,则测得的机械效率η=W有W总×100%=GhFs×100%=4N×0.1m2.0N×0.3m×100%≈66.7%;
(3)探究滑轮组的机械效率与重物被提升高度关系时,应控制其他因素不变,只改变物体被提升的高度,由表格数据可知,应比较1、2两次实验;
比较第3、4次实验数据可知,实验中只改变了提起物体的重力,可得结论:同一滑轮组提升物体的重力越大,滑轮组的机械效率越高;
(4)由W有=Gh可得,第4次拉力做的有用功与第3次的差等于G4h−G3h=4N×0.1m−2N×0.1m=0.2J;
根据W额=W总−W有=Fs−Gh可得,
第3次做的额外功:W额3=F3s−G3h=1.1N×0.3m−2N×0.1m=0.13J,
第4次做的额外功:W额4=F4s−G4h=2.0N×0.3m−4N×0.1m=0.2J,
所以第4次拉力做的额外功与第3次相比增大了0.07J;
由此可知,有用功增加比额外功增加多得多,从而使有用功占总功的比值变大,即滑轮组的机械效率增大。
故答案为:(1)改变力的大小;改变力的方向;(2)66.7%;(3)1、2;提升物体的重力;(4)0.2;0.07。
(1)结合滑轮的特点分析解答;
(2)由表中数据,根据机械效率公式计算第4次实验的机械效率;
(3)探究滑轮组的机械效率与重物被提升高度关系时,应控制其他因素不变,只改变物体被提升的高度;
由第3、4实验数据,找到不变量和变化量,分析机械效率的影响因素;
(4)分析计算3、4两次实验的有用功和额外功,从而得到有用功和额外功的差,分析得到结论。
在此实验中,对滑轮组的分析、机械效率公式的运用是实验的基础,同时,实验中分别探究了机械效率高低与物体被提升高度、提升物体重力等多个量的关系,因此控制变量法的运用也十分关键。
23.【答案】解:(1)W有用=Gh=300N×3m=900J;
(2)W总=FL=240N×5m=1200J,
η= W有用W总×100%= GhFL×100%=900J 1200J×100%=75%;
(3)W额外=W总−W有用=1200J−900J=300J,
f= W额外 L=300J5m=60N。
答:(1)小明做的有用功是900J;
(2)斜面的机械效率75%;
(3)木块与斜面间的摩擦力是60N。
【解析】此题考查有关斜面机械效率的计算,容易出错的是摩擦力的计算,我们要知道使用斜面时克服摩擦力做的功就是额外功。
(1)斜面是用来提高物体位置的,有用功等于物体重力和斜面高度的乘积;
(2)总功等于物体沿斜面向上的拉力和斜面长的乘积;机械效率就是有用功和总功的比值;
(3)使用斜面时,所做的额外功就是克服物体与斜面摩擦力做的功。
24.【答案】解:
(1)A上表面所受水的压强:
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa;
(2)A、B受到的总浮力:
F浮=ρ水gV排=ρ水g(VA+VB)=1×103kg/m3×10N/kg×(1.0×10−3m3+0.5×10−3m3)=15N;
因为A、B恰好悬浮,
所以F浮=GA+GB,
则B的重力:
GB=F浮−GA=15N−8N=7N;
(3)B受到的浮力:
F浮B=ρ水gV排B=ρ水gVB=1×103kg/m3×10N/kg×0.5×10−3m3=5N,
细线对B的拉力:
F拉=GB−F浮B=7N−5N=2N。
答:(1)A上表面所受水的压强为1200Pa;
(2)B所受重力大小为7N;
(3)细线对B的拉力大小为2N。
【解析】本题为力学综合题,考查了液体压强公式、阿基米德原理、物体浮沉条件的应用,由于计算数字比较复杂,要细心,易错题!
(1)利用液体压强公式p=ρgh求A上表面所受水的压强;
(2)利用阿基米德原理求A、B受到的总浮力,由于A、B恰好悬浮,利用悬浮条件F浮=GA+GB求B的重力;
(3)利用阿基米德原理求B受到的浮力,细线对B的拉力等于B的重力减去B受到的浮力。
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