2022-2023学年四川省绵阳市涪城区八年级(下)期末物理试卷(含解析)
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2022-2023学年四川省绵阳市涪城区八年级(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16小题,共32.0分)
1. 体育中考个人连续正面双手垫排球测试是对应届初中毕业生作出体质评价的一种测评模式,考试用排球周长为650−670mm,球内气压符合排球竞赛规则要求,其重力约为( )
A. 0.25N B. 2.5N C. 25N D. 250N
2. 很多动物为了适应自身生存的环境,进化出了符合一定物理规律的身体部位,对此,从物理学的角度给出的解释中不正确的是( )
A. 啄木鸟的嘴很尖细,可以增大压强,从而凿开树杆,捉到躲藏在深处的虫子
B. 骆驼的脚很大,可以减小压力,从而使其在沙漠中自如行走
C. 狗的犬齿很尖,减小受力面积增大压强,有利于撕咬食物
D. 深水里的海鱼,捕到岸上时会死掉,主要原因是水面上的压强比深水处小得多
3. 下列给出了几种事例,其中利用惯性的是( )
①苹果受重力从树上掉下
②司机为节省燃油,在汽车进站时,提前关闭油门
③锤头松了,把锤柄的一端在物体上撞击几下
④绕地球做圆周运动的人造卫星
⑤跳远,运动员的助跑
⑥公共汽车的乘务员,时常提醒乘客扶住车的扶手,待车停稳后再下车
A. ②③⑤ B. ①②③⑤ C. ②③⑤⑥ D. ③④⑤⑥
4. 航天员在地面上经历失重状态的“魔鬼式训练”后,才获得“漫步太空”的辉煌。如图所示,能正确表示出舱的航天员受到地球重力的示意图的是( )
A. ①
B. ②
C. ③
D. ④
5. 关于力和运动的下列说法正确的是( )
A. 物体受平衡力作用,一定保持静止状态
B. 手握水杯静止在空中,手越用力握,杯子受到的摩擦力越大
C. 草地上滚动的足球逐渐停下来,是因为足球没有受到力的作用
D. 以卵击石,虽然卵破,但卵对石头的力与石头对卵的力大小相等
6. 蹦床运动是奥运会比赛项目。比赛开始时运动员快速下蹲被蹦床弹起,到达最高点后下落,接触蹦床时又快速下蹲,再次被蹦床弹起,达到更高点,如图所示。忽略空气阻力,下列说法不正确的是( )
A. 运动员在接触蹦床前的下落过程中,其重力势能转化为动能
B. 蹦床形变最大时,蹦床的弹性势能最大
C. 运动员在离开蹦床后的上升过程中,其重力势能转化为动能
D. 从离开蹦床到下落接触蹦床前的过程中,运动员机械能守恒
7. 关于大气压,下列说法正确的是( )
A. 用吸管吸饮料时,是大气压将饮料压入口中
B. 大气压随海拔高度的增加而增大
C. 一个标准大气压能支持大约76cm高的水柱
D. 做托里拆利实验时,玻璃管的粗细不同,测出大气压的值也不同
8. 在木棒的一端缠绕一些细铜丝制成简易的液体密度计,将其分别放入盛有两种液体的甲、乙烧杯中处于静止状态,两烧杯中的液面相平,如图,下列说法正确的是( )
A. 密度计在甲乙液体中受到的浮力大小相等
B. 乙烧杯中液体的密度小
C. 甲烧杯中密度计排开的液体质量大
D. 甲烧杯底部受到液体的压强大
9. 如图所示,叠放在一起的物体A、B,在F=10N的恒力作用下,物体A和B以相同的速度沿水平方向做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A. A对B的摩擦力为10N,向右 B. B对地面的摩擦力为10N,向左
C. B对A的摩擦力为10N,向右 D. 地面对B的摩擦力为10N,向左
10. 如图所示,完全相同的滑轮,用相同的绳子绕成甲、乙两个滑轮组,分别提起重为G1和G2的两个物体,比较它们省力情况和机械效率,若不计绳重和摩擦,则下列说法中正确的是( )
A. 若G1=G2,则F1
C. 若G1
11. 如图所示实验中,将小铁球从斜面顶端由静止释放,观察到它在水平桌面上运动的轨迹如图甲中虚线OA所示。在OA方向的侧旁放一磁铁,再次将小铁球从斜面顶端由静止释放,观察到它在水平桌面上运动的轨迹如图乙中虚线OB所示。由上述实验现象可以得出的结论是( )
A. 力的作用是相互的
B. 磁铁对小铁球没有作用力
C. 力可以改变小铁球的运动状态
D. 小铁球在桌面上继续运动是由于受到惯性力的作用
12. 如图所示为四旋翼无人机,质量为1.2kg,下方悬挂着一个质量为0.1kg的摄像机。在10s内无人机从地面匀速竖直上升了20m,然后以原速边摄像边匀速直线斜向上飞行了10s,仪表盘上显示离地高度为36m,整个过程中阻力竖直向下且恒为2.4N.则下列说法中正确的是( )
A. 无人机上升过程中的升力为13N B. 前10s无人机做的功为360J
C. 后10s无人机做功的功率为25.6W D. 整个过程中无人机克服阻力做功为86.4J
13. 如图所示,Q为一铜制零件,其上部为边长L=0.4m的立方体,下部为边长l=0.1m的立方体,Q的下表面与容器底面完全粘合,且水面正好与Q的上表面相平,则零件受到的浮力为(g取10N/kg)( )
A. 0N B. 200N C. 600N D. 800N
14. 如图所示装有物品的旅行箱整体可视为杠杆,O为支点,B为重心,A为拉杆的端点。在A点沿图示方向施加拉力F,旅行箱静止。要使作用在A点的拉力F减小,保持其他条件不变,下列做法可行的是( )
A. 缩短拉杆的长度 B. 使拉力方向顺时针改变30°
C. 使拉力方向逆时针改变60° D. 将箱内较重的物品远离O点摆放
15. 把两个完全相同的小球分别放入盛满不同液体的甲、乙两个溢水杯中,静止时的状态如图所示。甲杯中溢出的液体质量是40g,乙杯中溢出的液体质量是50g,若甲杯中的液体是水,则小球的质量和体积分别为( )
A. 40g 40cm3 B. 40g 50cm3 C. 50g 40cm3 D. 50g 50cm3
16. 如图所示滑轮组处于静止状态,已知拉力F=4N,则甲、乙两弹簧测力计的示数分别为( )
A. 8N、8N B. 12N、12N C. 8N、12N D. 12N、8N
第II卷(非选择题)
二、填空题(本大题共8小题,共17.0分)
17. 如图是在轨运营的“天宫”空间站,A、B为空间站的两个喷气发动机,根据表中指令的编码可知,当空间站接收并执行编码为“11011,10001”的指令后,原来沿速度v方向运动的空间站将做 (填“匀速”“加速”或“减速”)运动,它的原理是力可以改变物体的 。
指令
编码
发动机A
00100
发动机B
11011
点火
10001
熄火
01110
18. 如图甲所示有些跑车为了提高“抓地力”会在车尾安装了一种“气流偏导器”,其外形应该选用图乙中的______ (填“A”或“B”),气流对偏导器产生压强差,因而有压力差,使车与地面之间的摩擦力______ (填“变大”“变小”或“不变”)。
19. 体操运动员在上单杠之前总要在手上涂些镁粉,是为了______ 摩擦;而在杠上做回环动作时,手握杠又不能太紧,这是为了______ 摩擦。
20. 一均匀的长方体浸没在液体中,如图所示。已知它的底面积为S,上表面所处深度为h1,下表面所处深度为h2,长方体下表面所受到液体的压力表达式为______、浮力表达式为______,侧面所受合力为______N。(液体密度ρ液和g为已知量)
21. 利用动滑轮把一个重物提高2m,人做功2000J。不考虑动滑轮的自重和摩擦,这个物体所受重力是______N。
22. 如图所示,一个重为100N的薄壁容器,底面积为10cm2,放在水平桌面上,内装有4.5kg的酒精,酒精深度为30cm,则容器底部受到的压强______Pa,容器对桌面的压强为______Pa,酒精对容器底部的压力为______N。(ρ酒精=0.8×103kg/m3,g取10N/kg)
23. 如图,轻质杠杆AB的A点悬挂边长为20cm、密度为2g/cm3的立方体C,B点悬挂物体D,AO:OB=2:5,杠杆在水平位置平衡时,C对水平地面的压强为1000Pa.要使物体C对地面的压强为零,可以对物体D施加竖直向下______N的拉力,也可以通过调整悬挂点O的位置来实现C对地压强为零,那么调整后的AO:OB=______。(g=10N/kg)
24. 如图,斜面长为8m,高为3m。用平行于斜面F=50N的拉力将G=100N的物体由斜面底端匀速拉到顶端。则该斜面的机械效率为______%,物体受到的摩擦力为______N。
三、实验探究题(本大题共3小题,共32.0分)
25. 如图所示,某同学利用小桌、海绵和砝码等器材进行“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验。
(1)本实验中用到了控制变量法和转换法,其中 显示了压力的作用效果;
(2)为了探究压力作用效果与压力大小的关系,比较图甲和图乙的实验,可得出结论: 相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)为了探究压力的作用效果与受力面积大小的关系,应比较乙、丙两图的实验,可知压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。下列实例中,没有应用该结论的是 ;(填字母代号)
A.图钉的一端做得很尖
B.交通管理部门规定,严禁货车超载
C.书包带做得较宽
(4)若小桌的质量为600g,砝码质量为100g,桌面面积为100cm2,砝码的底面积为5cm2,则丙图中海绵受到的压强为 Pa。
26. 小祥对冬奥会冰壶运动员擦冰的情景(如图甲)给留下了深刻的印象。于是想探究冰壶所受滑动摩擦力的大小与什么因素有关。他找来两个冰壶、一块玻璃板(模拟冰面)和足量的碎冰粉末做了如下实验。
(1)小祥把冰壶放在水平玻璃板上,用弹簧测力计沿水平方向______ 拉动冰壶,根据______ 原理,此时弹簧测力计示数等于冰壶所受滑动摩擦力的大小;
(2)通过比较A、C两次实验,可初步得到结论:当______ (选填“接触面粗糙程度”或“接触面面积”)相同时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)本实验的主要研究方法是控制变量法。下列探究中也用到此方法的是______ ;
A.研究串、并联电路中的电流规律时,把电流比作水流
B.探究声音的传播条件时,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,听到闹钟的声音逐渐变小,由此推理真空不能传声
C.研究液体压强的影响因素时,用压强计中的U形管两侧液面的高度差反映压强大小
D.探究电流与电压的关系时,保持电阻阻值不变
(4)实验中,小祥发现弹簧测力计示数很难稳定,便设计图丙方案进行实验(忽略定滑轮摩擦),此时冰壶所受摩擦力的方向为水平向______ (选填“左”或“右”)。当传送带运动逐渐变快时,弹簧测力计的示数______ (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
27. 某实验小组按照如图所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为______N。石块排开的水所受的重力可由______(填字母代号)两个步骤测出;
(2)由以上步骤可得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于______所受的重力;
(3)若溢水杯的水没有装满,则会导致本实验测量的F浮______G排(选填“>”“<”“=”);
(4)另一实验小组在步骤C的操作中,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则______(选填“能”或“不能”)得到与(2)相同的结论。
(5)小红同学将边长为a的正方体木块A放入装有适量液体的烧杯中,该液体的密度为ρ0待其静止后用刻度尺测出有35的高度露出液面,如图所示,则木块A底部所受液体的压力F=______(用ρ0,a等相关的物理量表示)。
四、综合题(本大题共2小题,共19.0分)
28. 图1所示为一种搬运建筑材料的机械装置,其右端滑轮组的组装方式有两种,分别如图1−甲、乙所示,不计绳重与摩擦。
(1)甲、乙两种方式,向上运送材料时其中比较省力的是方式______;
(2)若采用乙方式,某次提升3000N的材料时,材料上升的高度与时间的关系如图2所示,材料在上升过程中电动卷扬机拉钢丝绳的力F=1200N,问:
①动滑轮的重力为多大?
②材料在上升过程中电动卷扬机拉钢丝绳的力的功率为多大?
③该装置的机械效率是多大?(结果保留至0.1%)
29. 起重船又称浮吊,它主要用于大件货物的装卸,也可用作港口工程船。如图1是起重船——“振华30”,它是我国自主研造的世界最大的起重船。已知“振华30”的主甲板距离水面20m,用吊绳进行装卸,起重船的吊臂将600N的接头(钢筋混凝土结构)吊起,缓慢匀速升高5m,然后水平旋转90°,再下降入水,进行安装。不计吊绳、挂钩重力和一切摩擦阻力,已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,求:
(1)吊笼匀速上升的速度为0.2m/s,求吊笼上升所用的时间;
(2)提升接头过程中,起重船对接头所做的功;
(3)若接头的底面积约为200m2,当它浸入水深15m时,求底面受到水的压力;
(4)如图2是起重船“振华30”将长方体物体放入水中至全部浸没的过程,则“振华30”主船体所受浮力的变化是______。(填字母序号)
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:充足气的排球质量约为m=250g=0.25kg,
受到的重力:
G=mg=0.25kg×10N/kg=2.5N。
故选:B。
首先估计排球的质量,然后利用G=mg得到重力,确定符合题意的选项。
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。
2.【答案】B
【解析】解:A、啄木鸟的嘴很尖细,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积,从而增大压强,故A正确;
B、骆驼的脚很大,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,从而减小压强,压力没变,故B错误;
C、狗的犬齿很尖,可以在压力一定时,减小受力面积来增大压强;有利于撕咬食物,故C正确;
D、液体压强随深度的增加而增大,水面上的压强比深水处小得多,所以深水里的海鱼,捕到岸上时会死掉,故D正确。
故选:B。
(1)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积来增大压强;在受力面积一定时,增大压力来增大压强;
(2)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,减小压力来减小压强;
(3)地球被厚厚的大气层包围着,地球表面的物体都受到大气压的作用;
(4)在流体中,流动速度越大的位置压强越小。
本题考查了增大和减小压强的方法、液体压强特点等知识的应用,我们在生活中就要认真观察,思考身边的物理现象。
3.【答案】A
【解析】解:
①苹果受重力从树上掉下,是由于重力的作用,没有利用惯性;
②司机为节省燃油,在汽车进站时,提前关闭油门,依靠惯性滑行,利用了惯性;
③锤头和锤柄一起向下运动,当锤柄撞到物体时,锤柄静止,锤头由于惯性继续向下运动,所以锤头紧套在锤柄上,利用了惯性;
④绕地球做圆周运动的人造卫星是利用动能与势能的相互转化,没有利用惯性;
⑤跳远运动员助跑一段距离才起跳,是利用惯性,这样才能跳得更远一些,故利用了惯性;
⑥公交车司机常提醒乘客扶住扶手,待车停稳后再下车是防止紧急刹车或突然减速时由于惯性造成人身伤害,没有利用惯性。
综上分析,其中利用惯性的是②③⑤,故A符合题意。
故选:A。
物体保持运动状态不变的性质叫做惯性。原来静止的物体具有保持静止状态的性质;原来处于运动的物体,具有保持匀速直线运动状态的性质。可根据各个小题中所给物理现象的特点来进行判断。
一切物体都具有惯性,有时我们要利用物体的惯性,有时我们要防止惯性带来的危害。平时的学习和生活中多注意哪些现象是利用惯性,哪些是防止惯性带来的危害。
4.【答案】C
【解析】解:重力是由于地球的吸引而产生的力,重力的作用点在航天员的重心,方向指向地球,因此能正确表示出舱的航天员受到地球重力的示意图的是③。
故选:C。
重力的作用点在航天员的重心,方向指向地球。
此题考查重力示意图的画法,属于基础题目,难度不大。
5.【答案】D
【解析】解:A、物体受到平衡力的作用时,可能处于静止状态,也可能处于匀速直线运动状态,故A错误;
B、手握水杯静止在空中,则受力平衡,分析可知,水杯受到竖直向下的重力和竖直向上的静摩擦力作用,手越用力握,杯子受到的摩擦力仍与重力平衡,所以摩擦力大小不变,故B错误;
C、草地上滚动的足球逐渐停下来,是由于阻力的作用,故C错误;
D、以卵击石,鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力是一对相互作用的力,大小相等,方向相反,故D正确。
故选:D。
(1)由牛顿第一定律可知,物体不受力的作用时,可能处于静止状态,也可能处于匀速直线运动状态;
(2)对水杯进行受力分析即可解答;
(3)受平衡力的物体,处于静止状态或匀速直线运动状态;
(4)作用力和反作用力之间的关系是:两个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
(1)改变物体的运动状态一定有力的作用,有力的作用物体的运动状态不一定改变。
(2)正确理解物体受力,物体只有处于平衡状态时才受平衡力作用。
6.【答案】C
【解析】解:
A、运动员在接触蹦床前的下落过程中,运动员的质量不变,高度变小,重力势能减小,速度变大,动能变大,是重力势能转化为动能,故A正确;
B、蹦床形变最大时,蹦床具有的弹性势能最大,故B正确;
C、运动员在离开蹦床后的上升过程中,运动员的质量不变,高度变大,重力势能变大,速度变小,动能变小,是动能转化为重力势能,故C错误;
D、从离开蹦床到下落接触蹦床前的过程中,不计空气阻力,运动员的机械能是守恒的,故D正确。
故选:C。
重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度;质量越大,高度越高,重力势能越大;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;弹性势能的大小与物体弹性形变程度的大小有关;机械能为动能和势能的和。
通过运动员参加蹦床比赛时的情景,考查了我们对重力势能、动能、弹性势能变化的分析,属基础题,难度不大。
7.【答案】A
【解析】解:A、当用吸管吸饮料时,先吸走的是管中的空气,使管内变为真空,这时大气压就压着饮料进入管中,从而进入人的嘴中,利用了大气压。故A正确。
B、大气压随海拔高度的增加而减小,故B错误。
C、大气压的值是1.01×105Pa,大气压支持的水柱为:h=pρg=1.01×105Pa1.0×103kg/m3×9.8N/kg≈10.3m,故C错误。
D、做托里拆利实验时,玻璃管的粗细不同,测出大气压的值是相同的。玻璃管的粗细、长短、水银多少、是否倾斜都不影响大气压的值,故D错误。
故选:A。
A、大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象。
B、在相同条件下,海拔越高,大气压越低。
C、大气压的值是1.01×105Pa,大气压能支持76cm的水银柱,能支持10.3m的水柱。
D、托里拆利实验中玻璃管的粗细、水银多少、是否倾斜都不影响大气压的值。
托里拆利实验中,玻璃管的粗细、水银多少、是否倾斜都不影响大气压的值。要知道大气压跟海拔高度、季节、天气有关。
8.【答案】A
【解析】解:
(1)同一个密度计分别放在甲、乙液体中都漂浮,根据漂浮条件和阿基米德原理可得:F浮=G排=G,
所以密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G,密度计在两液体中排开的液体重力也相等,则排开的液体质量相等,故A正确,C错误;
(2)由图可知,密度计排开液体的体积V排甲>V排乙,且浮力相等,
根据F浮=ρ液V排g可知,ρ甲<ρ乙,故B错误。
(3)放入密度计后两液面相平,且ρ甲<ρ乙,根据p=ρ液gh可知,乙烧杯底部受到液体的压强大,故D错误。
故选:A。
(1)从图可知,密度计放在甲、乙液体中都漂浮,受到的浮力都等于密度计受到的重力,从而可以判断受到浮力的大小关系以及排开液体的重力;
(2)从图可以得出密度计排开液体体积的大小关系,再根据阿基米德原理分析液体的密度大小关系;
(3)根据p=ρgh判断压强的大小。
本题考查了学生对阿基米德原理和物体的漂浮条件的掌握和运用,利用好密度计测液体密度时漂浮(F浮=G)是本题的关键。
9.【答案】D
【解析】解:AC.A、B之间没有发生相对运动,也没有相对运动趋势,则A、B之间没有摩擦力,故AC错误;
BD.B受到10N向右的推力作用,处于匀速直线运动状态,它受到了平衡力作用,则地面对B的摩擦力大小为10N,方向向左,力的作用是相互的,B对地面的摩擦力也是10N,方向向右,故B错误,D正确。
故选:D。
物体处于匀速直线运动状态时,受到平衡力作用;据此分析摩擦力的大小和方向。
此题考查了摩擦力大小的判定,关键是能够对整体和部分进行受力分析,根据平衡力的知识进行判断。
10.【答案】D
【解析】解:
AB.由题知,滑轮组都是一定一动,动滑轮重力G动相同,不计绳重和摩擦,拉力F1=13(G+G动),拉力F2=12(G+G动),如果物重G1=G2,则拉力F1
CD.由题知,滑轮组都是一定一动,动滑轮重力G轮相同,不计绳重和摩擦,拉力F1=13(G1+G动),拉力F2=12(G2+G动),如果物重G1
要判断甲、乙两图的绳子段数来比较省力情况,由于滑轮组相同、绕法不同,并且不计摩擦,则额外功相同,通过比较有用功的大小可比较机械效率的高低。
此类题目判断绳子段数n是关键,而且要分析有用功、额外功是否相同,只要抓住这几点解答此类题目很容易。
11.【答案】C
【解析】解:A.由甲、乙两图的实验对比可以说明的是力可以改变物体的运动状态,故A不正确;
B.力的作用是相互的,磁铁对小铁球有吸引力,小铁球对磁铁也有吸引力,故B不正确;
C.对比甲、乙两图可发现小球的运动状态发生改变,这因为磁铁对小球产生吸引,正是磁铁对运动的小球产生侧向的磁力,使小球运动方向发生变化,故C正确;
D.小铁球在桌面上继续运动是由于具有惯性,不能说“惯性作用”,故D不正确。
故选:C。
力的作用效果:力可以改变物体的形状、力可以改变物体的运动状态;物体运动状态的改变包括:速度大小的改变和运动方向的改变。
本题考查我们对力的作用效果的理解和应用,认真分析题意便可正确答题。
12.【答案】D
【解析】解:
A、无人机和摄像机的重力为:G=mg=(1.2kg+0.1kg)×10N/kg=13N,无人机从地面匀速竖直上升过程中飞机处于平衡状态,由平衡力可知:升力F=G+f=13N+2.4N=15.4N,故A错误;
B、无人机前10秒做功为:W=Fh=15.4N×20m=308J,故B错误;
C、后10s无人机做功为:W′=Gh′=15.4N×(36m−20m)=246.4J;
后10s无人机做功的功率为:P=W′t=246.4J10s=24.64W,故C错误;
D、整个过程中无人机克服阻力做功为:W″=fh″=2.4N×36m=86.4J,故D正确。
故选:D。
(1)已知无人机和摄像机的质量可求其重力,在空中匀速上升的无人机,受平衡力作用,处于平衡状态,由平衡条件可以求出升力大小;
(2)根据W=Fh求出前10s无人机做的功;
(3)根据W=Gh求出后10s无人机做的功,根据P=Wt求出功率;
(4)根据公式W=Fs计算整个过程中无人机克服阻力做功。
本题考查了重力公式、功的公式和功率公式以及平衡力的应用,是一道综合性较强的题目,但总体难度不大。
13.【答案】C
【解析】解:因为下部立方体的下表面与容器底面完全粘合,所以水没有产生向上的压力;
上部立方体的下表面积的一部分(与水接触)受到向上的压力,
所以S=L2−l2=(0.4m)2−(0.1m)2=0.15m2,
上部立方体的下表面受到的压强:
p=ρgh=ρgL=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4000Pa,
水面正好与Q的上表面相平,则零件上表面没有受到水向下的压力,由浮力产生的原因可知该零件受到的浮力为:
F浮=F向上=pS=4000Pa×0.15m2=600N。
故选:C。
浮力产生的原因是液体对物体上下表面产生的压力差,因下部立方体的下表面与容器底面完全粘合,则水没有产生向上的压力;上部立方体的下表面积的一部分受到压力,则求出受力面积,利用p=ρgh求出下表面受到水的压强,然后结合浮力产生的原因利用F=pS即可求得零件受到水对它的浮力大小。
此题考查了液体压强的计算、浮力的计算等知识点,涉及到的知识点较多,综合性较强。
14.【答案】C
【解析】解:A、拉杆箱的重力、重力的力臂不变,缩短拉杆的长度,则拉力的力臂变短,根据杠杆的平衡条件可知,拉力变大,故此方法不可行;
B、拉杆箱的重力、重力的力臂不变,使拉力方向顺时针改变30°,此时拉力的力臂为0,不省力,不能使作用在A点的拉力减小,故此方法不可行;
C、拉杆箱的重力、重力的力臂不变,使拉力方向逆时针改变60°,此时拉力的力臂变大,根据杠杆的平衡条件可知拉力变小,故此方法可行;
D、拉杆箱的重力不变,将箱内较重的物品远离O点摆放,重心也远离支点,重力的力臂变长,拉力方向不变,拉力的力臂不变,根据杠杆的平衡条件可知,拉力变大,故此方法不可行。
故选:C。
根据杠杆的平衡条件分析各选项中作用在A点拉力的变化即可。
本题考查杠杆的动态平衡问题,正确分析各种情况下力臂的变化是关键。
15.【答案】C
【解析】解:(1)因小球在乙液体中漂浮,
所以,乙中小球受到的浮力F浮乙=G球=m球g,
由阿基米德原理可知,F浮乙=G溢乙=m溢乙g,
则m球g=m溢乙g,即m球=m溢乙=50g;
(2)图甲中小球沉入容器底部,
由ρ=mV可得,小球的体积:V球=V溢甲=m溢甲ρ水=40g1g/cm3=40cm3。
故选:C。
(1)图乙中小球漂浮,根据物体漂浮条件可知受到的浮力,根据阿基米德原理可知受到浮力等于排开液体的重力,据此求出小球的质量;
(2)图甲中小球沉入容器底部,根据密度公式求出溢出水的体积即为小球的体积。
本题考查了阿基米德原理和物体浮沉条件以及密度公式的应用,关键是知道物体浸没在盛满液体的溢水杯中时,溢出液体的体积和自身的体积相等。
16.【答案】D
【解析】解:同一根绳子的拉力相等,每段绳子的拉力均为4N;
弹簧测力计甲的拉力由三段绳子来承担,每根绳子的拉力大小都是4N,所以甲的读数是12N;
弹簧测力计乙的拉力由两段绳子来承担,每根绳子的拉力大小都是4N,所以乙的读数是8N。
故选:D。
无论是弹簧测力计还是滑轮组、绳子都是静止状态,所以对每一部分来说,合力为零,根据力的平衡条件得出答案。
本题考查的是滑轮组绳子段数与拉力的关系,正确进行受力分析是解决此题的关键。
17.【答案】减速 运动状态
【解析】解:由表格知:“11011,10001”的指令是发动机B点火;
由图知,卫星向右运动;发动机B点火后向右侧喷出气流。由于力的作用是相互的,喷出的气流对卫星产生向左的反作用力,所以卫星做减速运动,这说明力可以改变物体的运动状态。
故答案为:减速;运动状态。
(1)力是改变物体运动状态的原因;
(2)力的作用是相互的,一个物体对另一个物体施加力的作用的同时,受到另一个物体的反作用力。
此题考查了力和运动的关系及力的作用相互性的应用,正确理解力和运动的关系是判断运动状态的关键。
18.【答案】B 变大
【解析】解:“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,在接触面的粗糙程度不变的情况吸下,摩擦力会变大,提高车轮的抓地性能,故应选B。
故答案为:B;变大。
流体流速越大的地方,压强越小;要产生向下的压力,导流板横截面的形状就应跟飞机机翼的形状相反--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。
19.【答案】增大 减小
【解析】解:体操运动员在上单杠之前,总是要在手上抹些镁粉,这样做的目的是为了在压力一定时,增大接触面粗糙程度来增大摩擦力,防止掉下来。
在单杠上做回环动作时,手握单杠又不能握得太紧,是为了减小压力来减小摩擦力。
故答案为:增大;减小。
摩擦力大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关,
增大摩擦力的方法:在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。在接触面粗糙程度一定时,增大压力来增大摩擦力。
减小摩擦力的方法:减小压力,减小接触面的粗糙程度,使接触面脱离,用滚动代替滑动。
掌握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摩擦力的问题。
20.【答案】ρ液gh2S ρ液g(h2−h1)S 0
【解析】解:
(1)长方体上表面受到液体的压强为:
p上=ρ液gh1;
长方体下表面受到液体的压强为:
p下=ρ液gh2;
由p=FS可得F=pS,
则长方体上表面受到液体的压力:
F上=p1S=ρ液gh1S,
长方体下表面受到液体的压力:
F下=p2S=ρ液gh2S,
则根据浮力产生的原因可得,长方体受到的浮力:
F浮=F下−F上=ρ液gh2S−ρ液gh1S=ρ液g(h2−h1)S;
(2)长方体侧面所处的深度相同,则水对侧面的压强相同,根据F=PS可知,水对各个侧面的压力相同,所以侧面受到的合力为0。
故答案为:ρ液gh2S;ρ液g(h2−h1)S;0。
根据液体压强公式p=ρgh可求长方体上、下表面受到液体压强,根据压强公式的变形公式F=pS可求长方体上、下表面受到液体压力,然后根据浮力产生的原因可求长方体受到的浮力。
此题考查液体压强公式、压强定义式的应用,同时考查浮力产生的原因,推导证明过程难度不,熟练应用公式是关键。
21.【答案】1000
【解析】解:已知重物提升的高度h=2m,不考虑动滑轮的自重和摩擦,
有用功:W有=W总=2000J,
由W有=Gh得,物体所受的重力:G=W有用h=2000J2m=1000N。
故答案为:1000。
在动滑轮重、摩擦不计的情况下,有用功就等于总功,再利用功的计算公式W=Gh可以计算出物体重力。
此题考查功的计算公式的应用,难度不大,关键是知道在动滑轮重、摩擦不计的情况下,有用功就等于总功。
22.【答案】2400 1.45×105 2.4N
【解析】解:(1)酒精对容器底部的压强:
p酒=ρ酒gh=0.8×103kg/m3×10N/kg×30×10−2m=2400Pa;
(2)酒精的重力:G酒=m酒g=4.5kg×10N/kg=45N,
容器对水平桌面的压力:F=G容器+G酒=100N+45N=145N,
则容器对水平桌面的压强:p=FS=145N10×10−4m2=1.45×105Pa;
(3)由p=FS可知,酒精对容器底部的压力:
F酒=p酒S=2400Pa×10×10−4m2=2.4N。
故答案为:2400;1.45×105;2.4N。
(1)利用p=ρgh求容器底部受到的压强;
(2)利用G=mg计算出酒精的重力,容器对水平桌面的压力等于容器和酒精的总重力,利用p=FS求容器对桌面的压强。
(3)利用p=FS求酒精对容器底部的压力。
本题考查了压力和压强的计算以及重力公式的灵活运用,关键是知道物体对水平面的压力和自身的重力相等。
23.【答案】16 3:10
【解析】解:由ρ=mV得,立方体C的质量:
m=ρV=2g/cm3×(20cm)3=16000g=16kg,
立方体C的重力:
GC=mg=16kg×10N/kg=160N,
由p=FS得,此时C对地面压力:
F=pS=1000Pa×20×20×10−4m2=40N,
所以杠杆A点所受拉力:
F1=G−F=160N−40N=120N,
根据杠杆平衡条件可知,F1×OA=GD×OB,即120N×2=GD×5
解得:GD=F1×OAOB=120N×25=48N,
要使物体C对地面的压强为零,则A点增加的拉力△F1=40N,
根据杠杆的平衡条件,△F1×OA=△F2×OB,即40N×2=△F2×5
则有:△F2=△F1×OAOB=40N×25=16N。
若改变支点位置让C对地压强为零,则有GC×AO′=GD×OB′,
所以,AO′OB′=GDGC=48N160N=310。
故答案为:16;3:10。
先根据密度公式求出立方体C的质量,进而根据G=mg和压强公式求出压力,进而得出杠杆A点所受拉力,然后根据杠杆平衡条件求出物体D的重力,
求出立方体C对地面压强为零时需要加在A点拉力,再利用杠杆平衡条件计算出要加在B点的拉力;利用杠杆平衡条件计算调整支点后力臂的比值。
本题考查密度公式、重力公式、压强公式、以及杠杆平衡条件应用,关键是公式及变形公式的灵活应用,有一定的难度。
24.【答案】75 12.5
【解析】解:(1)物体克服重力所做的有用功:
W有用=Gh=100N×3m=300J;
拉力做的总功:
W总=Fs=50N×8m=400J,
该斜面的机械效率:
η=W有用W总×100%=300J400J×100%=75%。
(2)物体克服摩擦力做的额外功:
W额=W总−W有用=400J−300J=100J,
由W额=fs得,物体受到的摩擦力:
f=W额s=100J8m=12.5N。
故答案为:75;12.5。
(1)根据W有用=Gh求出有用功;根据W总=Fs求出总功;根据η=W有用W总×100%求出机械效率;
(2)物体克服摩擦力做的功为额外功,总功减去有用功为额外功,根据W额=fs求出摩擦力。
熟练运用功的计算公式,明确总功、有用功、额外功间的关系,是解答此题的关键。
25.【答案】海绵的凹陷程度 受力面积 B 700
【解析】解:(1)压力的作用效果不易直接观察到,可以通过观察海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,这里应用了转换法;
(2)由图可知,甲、乙两次实验受力面积相同而压力不同,乙的压力更大,海绵的凹陷程度更深,所以得出的结论是当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)由乙、丙可知压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
A、图钉的一端做得很尖是在压力一定时减小受力面积,增大压强,应用了此原理,故A不符合题意;
B、交通管理部门规定,严禁货车超载是在受力面积一定时,减小压力,减小压强,没有用到此原理,故B符合题意;
C、书包带做得较宽是在压力一定时增大受力面积,减小压强,应用了此原理,故C不符合题意;
故选:B;
(4)图丙中,砝码和小桌的质量分别为100g=0.1kg和600g=0.6kg,小桌桌面的面积为S=100cm2=10−2m2,
小桌对海绵的压强:
p=FS=GS=(m1+m2)gS=(0.1kg+0.6kg)×10N/kg10−2m2=700Pa。
故答案为:(1)海绵的凹陷程度;(2)受力面积;(3)B;(4)700。
(1)压力的作用效果不易直接观察到,可以通过观察海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,这里应用了转换法;
(2)比较甲、乙两图的相同量和不同量,根据控制变量法分析解答得出结论;
(3)分析各选项,选出符合题意的选项即可;
(4)物体对支持面的压力等于物体的重力大小,根据F=G=mg求出压力大小,受力面积即两物体实际接触面积,根据压强的定义求出海绵受到的压强。
本题为探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验,考查控制变量法、转换法、实验结论以及压强的计算等知识。
26.【答案】匀速直线 二力平衡 接触面粗糙程度 D 左 不变
【解析】解:(1)将冰壶放在水平玻璃板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使冰壶做匀速直线运动,冰壶在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡可知:此时冰壶受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数;
(2)A、C两次实验,接触面粗糙程度相同,压力不同,测力计示数不同,说明滑动摩擦力的大小与压力有关,且压力越大,滑动摩擦力越大,故可以得出在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)本实验主要运用的研究方法是控制变量法:
A.研究串、并联电路中的电流规律时,把电流比作水流,运用了类比法;
B.探究声音的传播条件时,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,听到闹钟的声音逐渐变小,由此推理真空不能传声,运用了实验加推理的方法;
C.研究液体压强的影响因素时,用压强计中的U形管两侧液面的高度差反映压强大小,运用了转换法;
D、探究电流与电压的关系时,保持电阻阻值不变,运用了控制变量法;
故选D;
(4)当弹簧测力计的示数稳定后,冰壶与地面之间的相对位置不变,故冰壶相对地面静止。因弹簧测力计对冰壶的拉力水平向右,故由二力平衡可知,传送带对冰壶的摩擦力水平向左;
增大传送带的速度,当弹簧测力计的示数稳定后,冰壶与传送带之间的压力不变,接触面的粗糙程度也不变,故冰壶所受传送带的滑动摩擦力不变,则弹簧测力计的示数也不变。
故答案为:(1)匀速直线;二力平衡;(2)接触面粗糙程度;(3)D;(4)左;不变。
(1)根据二力平衡的条件分析;
(2)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,根据图中现象得出结论;
(3)分析每个选项,找出符合题意的选项;
(4)启动传送带,当弹簧测力计的示数稳定后,木块相对于地面静止;摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反;弹簧测力计的示数稳定后,滑动摩擦力不变,据此分析。
本题为“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验,考查实验原理、影响摩擦力的因素等知识。
27.【答案】1.4 A、D 物体排开水 > 能 25ρ0ga3
【解析】解:(1)由称重法知石块浸没在水中受到的浮力大小为:
F浮=G−F示=3.8N−2.4N=1.4N;
液体与桶的总重力与桶的重力之差是物体排开液体的重力,由图中A、D两个步骤测出;
(2)物体排开液体的重力:G排=F桶和水−F桶=2.6N−1.2=1.4N,故可以得出浸在水中的物体所受浮力的大小等于排开液体的重力,即F浮=G排;
(3)溢水杯的水没装满,物块放入溢水杯时,先要使溢水杯满了才可以向外排水,导致排开水的重力偏小,则测得的浮力大于排开水的重力,即F浮>G排;
(4)只将石块的一部分浸入水中,排开水的体积减小,排开水的重力减小,浮力减小,仍能得出;F浮=G排;
(5)木块露出液面的高度为35a,所以浸入液面以下的部分高度为(1−35)a=25a;
木块底部所受液体的压强为:p=ρ0g25a,
木块A底部所受液体的压力为:F=pS=ρ0g25a×a2=25ρ0ga3。
故答案为:(1)1.4;A、D;(2)物体排开水; (3)大于; (4)能; (5)25ρ0ga3。
(1)物体重力与物体完全浸入液体后弹簧测力计示数之差是物体在液体中受到的浮力;液体与桶的总重力与桶的重力之差是物体排开液体的重力;
(2)分析实验现象得出实验结论;
(3)溢水杯的水没装满,会导致有一部分水没有排出溢水杯;
(4)只将石块的一部分浸入水中,浮力大小仍等于排开液体所受重力大小;
(5)根据物体露出液面的高度得出物体浸没在液体中的深度,根据p=ρ液gh得出木块底部所受液体的压强,根据F=pS得出木块A底部所受液体的压力。
本题主要考查探究浮力大小与排开液体所受重力的关系的实验,由称重法具体考查阿基米德原理,是一道实验操作题。
28.【答案】乙
【解析】解:
(1)由图知,使用甲图方式时,承担物重的绳子股数为2;使用乙图方式时,承担物重的绳子股数为3,
因为不计绳重与摩擦时,拉力F=1n(G+G动),所以使用乙图方式更省力;
(2)由图乙可知,n=3,
不计绳重与摩擦时,拉力F=13(G+G动),则动滑轮重力:
G动=3F−G=3×1200N−3000N=600N;
由图2可知,在上升阶段材料上升的高度h=12m,所用时间t=20s−4s=16s,
拉力端移动距离s=3h=3×12m=36m,
拉力做的总功:
W总=Fs=1200N×36m=43200J,
拉力做功的功率:
P=W总t=43200J16s=2700W;
(3)所做的有用功:
W有用=Gh=3000N×12m=36000J,
滑轮组的机械效率:
η=W有用W总=36000J43200J×100%≈83.3%。
故答案为:(1)乙;
(2)①动滑轮的重力为600N;
②材料在上升过程中电动卷扬机拉钢丝绳的力的功率为2700W;
③该装置的机械效率是83.3%。
(1)由图知,使用甲图方式,承担物重的绳子股数为2,使用乙图方式,承担物重的绳子股数为3,不计绳重与摩擦时,拉力F=1n(G+G动),据此确定哪种方式更省力;
(2)①由图乙可知,n=3,不计绳重与摩擦时,拉力F=13(G+G动),据此求动滑轮重力;
②由图2可知,在上升阶段材料上升的高度h、所用时间t,拉力端移动距离s=3h,利用W=Fs求拉力做的总功,再利用P=Wt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。
本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、功率、机械效率的计算,利用好关系式:不计绳重与摩擦时,拉力F=1n(G+G动)。
29.【答案】D
【解析】解:(1)由v=st可得吊笼上升所用的时间:
t=sv=5m0.2m/s=25s;
(2)提升接头过程,起重船对接头所做的功:
W=Gh=600N×5m=3000J;
(3)当它浸入水深15m时,液体的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×15m=1.5×105pa,
接头的底面积约为200m2,当它浸入水深15m时,底面受到水的压力:
F=pS=1.5×105pa×200m2=3×107N;
(4)“振华30”主船体受竖直向上的浮力、竖直向下的重力,重物对船向下的拉力,当物体逐渐浸入水时,根据F浮=ρ液gV排知,浮力逐渐增大,根据F浮=G−F知,拉力逐渐减小,船受到的浮力逐渐减小,等物体全部浸没后浮力不变,物体受拉力不变,船的浮力不变,图D符合题意。
故选:D。
答:(1)吊笼匀速上升的速度为0.2m/s,吊笼上升所用的时间是25s;
(2)提升接头过程,起重船对接头所做的功是3000J;
(3)若接头的底面积约为200m2,当它浸入水深15m时,底面受到水的压力是3×107N;
(4)D。
(1)根据速度公式v=st变形可求吊笼上升所用的时间;
(2)根据W=Gh可求提升接头过程,起重船对接头所做的功;
(3)根据液体的压强公式p=ρgh可求浸入水深15m时的压强,然后根据F=pS可求底面受到水的压力;
(4)对“振华30”主船体受力分析知:船受竖直向上的浮力、竖直向下的重力,重物对船向下的拉力,物体逐渐浸入水时,浮力逐渐增大,拉力逐渐减小,船的浮力逐渐减小,等物体全部浸没后浮力不变,物体受拉力不变,船的浮力不变。
本题主要考查速度、功、液体压强、压力的公式计算,并考查浮力的知识,是一道综合题。
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