四川省资阳市2022-2023学年八年级下学期期末物理试卷(含答案)
展开2022-2023学年四川省资阳市八年级(下)期末物理试卷
1. 篮球是同学们喜爱的体育项目之一,下列有关说法不正确的是( )
A. 接球时,手会感觉到疼,表明力的作用是相互的
B. 运球时,球碰撞地面反向弹起,表明力可以改变物体的运动状态
C. 传球时,球在空中继续运动,表明球仍然受到推力作用
D. 投篮时,球在空中会下落,表明球受到重力作用
2. 两轮电动平衡车作为一种新兴的交通工具,备受中学生的喜爱。如图所示,当人操控平衡车在水平路面上做匀速直线运动时,下列说法正确的是( )
A. 关闭电机后,平衡车仍继续前进是由于其受到惯性作用
B. 若平衡车在运动过程中所受的力全部消失,平衡车会慢慢停下来
C. 平衡车对地面的压力与地面对它的支持力是相互作用力
D. 平衡车受到的重力与地面对它的支持力是一对平衡力
3. 随着人们生活水平的不断提高,自行车功能正从代步转变为健身。其构造中包含许多物理原理,例如:在轮胎上刻花纹来增大摩擦,下列四种改变摩擦力的方法与该例相同的是( )
A. 自行车刹车时捏紧剎把
B. 溜冰时穿旱冰鞋
C. 体操运动员在手上涂镁粉
D. 运动员击球时用力握球拍
4. 我国高铁技术处于世界领先地位,高铁线路总长度居世界第一,为了提高高铁的安全性和舒适性,下列相关描述中不正确的是( )
A. 图甲,铁轨下铺设枕木是为了减小压强
B. 图乙,高铁车厢内的破窗锤两端做成锥形,便于增大压强
C. 图丙,站台处设置安全线,是由于乘客靠近运行高铁的一侧空气流速大压强小的缘故
D. 图丁,车厢座椅用软质材料包裹,是为了增大压强
5. 如图所示,是055型驱逐舰“101南昌舰”,2020年1月12日正式入列服役,标志着中国人民解放军海军驱逐舰实现由第三代向第四代的跨越。作为中国自主研制的055型驱逐舰首舰,其排水量为12000t,吃水深度为6.6m。关于该驱逐舰涉及的物理知识,下列说法中正确的是( )
A. 排水量指的是驱逐舰满载时排开水的重力
B. 驱逐舰吃水深度越深,舰底受到水的压强越大
C. 该驱逐舰在海上航行时受到的浮力大于重力
D. 该驱逐舰从内河航行到大海里面后会下沉一些
6. 2022年2月北京冬奥会,中国代表团共收获9金4银2铜共15枚奖牌,金牌数和奖牌数均创历史新高。如图为高速摄影机记录的单板滑雪男子大跳台金牌得主苏翊鸣在比赛中,从跳台起跳到落地过程的情景。下列关于这一过程说法正确的是( )
A. 他从起跳到最高点的过程中,动能逐渐转化成重力势能
B. 他起跳后到达最高点时,机械能最大
C. 他从空中下落过程中,重力做功越来越慢
D. 他从起跳到落地的整个过程中,机械能是守恒的
7. 如图所示,竖直向下的拉力F通过滑轮组装置提升物体。已知物体重G=100N,最初静止放置在水平地面上;当拉力F大小随时间t变化的关系如图甲所示时,物体上升的速度v随时间t变化的关系和物体上升的高度h随时间t变化的关系分别如图乙和丙所示。不计绳重和绳与轮之间的摩擦,下列计算结果正确的是( )
A. 0s∼1s内,地面对物体的支持力是10N
B. 1s∼2s内,拉力F做的功是187.5J
C. 2s∼3s内,拉力F的功率是100W
D. 2s∼3s内,滑轮组的机械效率是62.5%
8. 观察下面图片并回答相关问题。
(1)根据图甲弹簧秤的示数,物体的重力G=______ N。
(2)如图乙所示,重为G=50N物体静止在水平桌面上。当物体受到水平向右的拉力F作用,当F1=15N时,物体刚好向右做匀速直线运动;当F2=18N时,物体向右做加速运动,此时物体受到的摩擦力f=______ N。
(3)如图丙所示,一根有刻度的细玻璃管两端开口,通过橡皮塞插入装有红色溶液的玻璃瓶,制成一个简易气压计。细玻璃管内的液柱是由于瓶内的气压______ (填“大于”“小于”或“等于”)瓶外的大气压而形成的。
(4)如图丁所示,用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。已知AB长l=40cm,AC高d=30cm,室外机重G=300N,正好处在AB中点处,则A处螺钉的水平拉力F=______ N(支架重力不计)。
9. 如图所示,小红同学站在某商场匀速向上运动的电动扶梯上。若O点为小红的重心,请在图中画出小红所受各力的示意图。
10. 如图1是一款升降座椅装置,其简图如图2,请在图2中画出滑轮组的绕线情况,要求绳子的末端绕至按钮处。
11. 图甲是自行车手闸;图乙是其工作原理简化示意图,其中AOC部分可视为杠杆,O为支点,刹车线对A点的拉力为阻力F2。请在乙图中画出:
(1)阻力F2的力臂L2;
(2)刹车时,作用在自行车手闸刹车把上B点处的最小动力F1。
12. 如图所示,是“探究滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验。在甲、乙、丙所示图中,分别用F1=0.5N,F2=1N,F3=1.2N的拉力,拉着物块A沿水平方向匀速前进。
(1)实验过程中,必须利用弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做匀速直线运动。这样做的目的是利用______ 的原理测量出滑动摩擦力的大小;
(2)分析甲、丙两图可得:在压力一定时,______ 越大,滑动摩擦力越大;在乙图中物块B随A一起匀速运动时,物块B受到的摩擦力为______ N;假如此时物块B受到的力全部消失,则它将______ ;
(3)分析______ 两图可得:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。大量实验进一步证明:在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与压力大小成正比,其表达式为f=μFN(f为滑动摩擦力,μ为动摩擦因数,FN为压力)。若物块A的重力GA=2N,则A与毛巾表面的动摩擦因数μ=______ 。
13. 小明利用天平和量筒进行某未知液体密度的测量。
(1)用天平测量液体的质量,在测出了空烧杯的质量后,接着测烧杯和液体的总质量;当天平平衡时,放在右盘中的砝码大小和游码的位置如图甲所示,则烧杯和液体的总质量m=______ g;
(2)用量筒测量液体的体积,将烧杯中的液体全部倒入量筒中,液面达到的位置如图乙所示,则该液体的体积V=______ mL;
(3)他们对测量方法进行修正后,测出了几组实验数据,并根据测量结果作出了“m-V”图像,如图丙所示。该液体的密度ρ1=______ g/cm3;
(4)小明的同学小红利用一个装有足量水的大水槽,一把刻度尺,一只平底试管(厚度忽略不计),也对液体密度进行了测量:
①将平底试管放入水槽中,使其竖直漂浮在水面上,用刻度尺测出平底试管底部到水面的距离h1;
②将适量的待测液体倒入平底试管中,使其仍能竖直漂浮在水面上,用刻度尺测出平底试管底部到水面的距离h2;
③再用刻度尺测出试管内液柱的高度h3;已知水的密度为ρ水,则该液体密度的表达式是:ρ2=______ 。(用已知量和测量量表示)
14. 某品牌小汽车,汽车和驾驶员的总质量M=1.8t,静止时在水平地面上轮胎与地面的总接触面积S=0.06m2;若保持发动机的输出功率恒定为P=30kW,以v=72km/h的速度沿平直公路匀速行驶。已知汽油的热值q=4.6×107J/kg,g取10N/kg。求:
(1)该车静止在水平地面上时对地面的压强p;
(2)该车匀速行驶时的牵引力F;
(3)若汽油完全燃烧释放的内能转化为车的机械能的效率η=22%,求该车行驶s=100km消耗汽油的质量m。(结果保留一位小数)
15. 小明所在的科技小组对“物体的浮沉条件”进行探究。实验步骤如下:
A.在一个圆柱形容器内,放一个边长l=10cm的正方体物块
B.逐渐向容器中加水,测量容器中水的深度h
C.通过阿基米德原理计算出h对应的该物块所受到的浮力F
D.多次测量,得到多组数据,绘制F-h关系
如果容器内水始终未溢出,实验得到的F-h图象如图所示。已知g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3。求:
(1)水深h1=5cm时水对容器底部的压强p1;
(2)水深h2=12cm时物块浸在水中的体积V2;
(3)物块的密度ρ。
16. 如图甲,是一种塔式起重机上的滑轮组。已知起重机匀速吊起m1=600kg的货物时,货物在t=10s内匀速上升了h=5m,滑轮组的机械效率η=80%;若忽略滑轮组中定滑轮部分质量,不计摩擦和绳重,g取10N/kg。求:
(1)绳端的拉力F;
(2)绳端拉力F的功率P;
(3)图乙中悬吊货物所用动滑轮与图甲中相同,若配重质量M=3t,平衡臂长l1=5m,起重臂长l2=15m,当把货物送至最右端且塔臂在水平位置平衡时,求此时货物的质量m2。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:A、接球时手给球一个力,物体间力的作用是相互的,球又给手一个等大的力,所以手感到疼,故A正确;
B、运球时,篮球在碰到地面后,受到了地面的作用力改变了运动方向,表明力可以改变物体的运动状态,故B正确;
C、球出手后,继续运动是由于球具有惯性,而不是因为受到推力的作用,故C错误;
D、投篮时,球在空中会下落,是受到竖直向下的重力的作用,故D正确。
故选:C。
(1)当一个物体对另一个物体有力的作用时,另一个物体也同时对这个物体有力的作用,即物体间力的作用是相互的;
(2)力的作用效果有两个,一是力可改变物体的运动状态;二是力可改变物体的形状;
(3)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性;
(4)地球表面及附近的一切物体都受到重力的作用。
本题考查力作用的相互性、力的租用效果、惯性和重力,综合性题目,但难度不大。
2.【答案】C
【解析】A、惯性是一切物体的固有属性,不能说物体受到惯性的作用,A错误;
B、若平衡车在运动过程中所受的力全部消失,根据牛顿第一定律,平衡车会做匀速直线运动,B错误;
C、平衡车对地面的压力与地面对它的支持力,大小相等,方向相反,作用在两个不同的物体上,作用在同一条直线上,是一对相互作用力,C正确;
D、平衡车受到的重力小于地面对它的支持力,这两个力大小不相等,不是一对平衡力,D错误。
故选:C。
(1)二力平衡的条件:大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于同一物体上。缺一不可;
(2)相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
(3)惯性不是力,不能说物体受到惯性或惯性力。
(4)所受的各力突然消失,即为牛顿第一定律描述的情况:当物体不受任何外力时,总要保持静止或是匀速直线运动状态。
此题以平衡车为载体考查了惯性、牛顿第一定律、平衡力和相互作用力等多个知识点,综合性很强,但难度不是很大。
3.【答案】C
【解析】解:在轮胎上刻花纹,在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力;
A、用力捏刹把刹车,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A不合题意;
B、溜冰时穿旱冰鞋,用滚动代替滑动来减小摩擦力,故B不合题意;
C、体操运动员在手上涂镁粉,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符合题意;
D、运动员击球时用力握球拍,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D不合题意。
故选:C。
(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。
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。
4.【答案】D
【解析】解:A、铁轨下铺设枕木是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A正确;
B、高铁车厢内的破窗锤两端做成锥形,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B正确;
C、人离高速列车比较近时,高速列车的速度很大,人和高速列车的之间的空气流动速度很大,压强小,人外侧的压强不变,人受到外侧压强大于人内侧受到的压强,人在较大的压强差作用下很容易被压向列车,发生交通事故,所以站台处设置安全线,故C正确;
D、车厢座椅用软质材料包裹,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D错误。
故选:D。
(1)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。
(2)流体流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大。
此题考查增大和减小压强的方法、流体压强和流速的关系,平时学习物理知识时要多联系生活实际、多举例、多解释,提高利用所学物理知识分析实际问题的能力。
5.【答案】B
【解析】解:A、满载时的排水量指的是满载时驱逐舰排开水的质量,不合适排开水的重力,故A错误;
B、根据液体压强特点可知,该驱逐舰吃水深度越深,舰底受到水的压强越大,故B正确;
C、驱逐舰在海上航行时处于漂浮状态,所受的浮力等于它的重力,故C错误;
D、驱逐舰始终漂浮在水面上,它所受的浮力就等于它自身的重力,重力不变,浮力自然也不会变化。因此,当从内河航行到大海时,水的密度增大,轮船的排水体积就会减小一些,所以会上浮一点,故D错误。
故选:B。
(1)满载时的排水量是指满载时轮船排开水的质量,质量和重力是两个不同的概念;
(2)液体压强随深度的增加而增大;
(3)物体漂浮,浮力等于重力;
(4)驱逐舰是上浮一点还是下沉一点主要体现了排水体积的变化,而排水体积的变化又受水的密度的影响,结合影响浮力大小的条件,即可判断轮船的变化情况。
本题考查了排水量、液体压强特点、阿基米德原理和物体浮沉条件的应用,涉及到的知识点多,综合性强,但总体难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
6.【答案】A
【解析】解:
A、他从起跳到最高点的过程中,他的质量不变,高度变大,重力势能变大,速度变小,动能变小,是动能逐渐转化成重力势能,故A正确;
B、他起跳后到达最高点时,由于存在空气阻力,克服空气阻力做功,一部分机械能转化为内能,所以在最高点时的机械能不是最大,故B错误;
C、他从空中下落过程中,速度越来越大,重力不变,根据P=Wt=Ght=Gv可知,重力做功的功率越来越大,即重力做功越来越快,故C错误;
D、他从起跳到落地的整个过程中,克服摩擦或空气阻力做功,机械能转化为内能,所以机械能是不守恒的,故D错误。
故选:A。
(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;重力势能大小的影响因素:质量、高度;质量越大,高度越高,重力势能越大;机械能是动能和势能的总和;物体克服摩擦或空气阻力做功,机械能转化为内能;
(2)功率是表示物体做功快慢的物理量,根据P=Wt=Ght=Gv分析重力做功的快慢。
本题考查了动能和重力势能的转化、机械能的守恒、功率计算公式的应用,难度不大。
7.【答案】B
【解析】解:由滑轮组的结构可以看出,动滑轮上承担物重的绳子股数n=3;
A、由图乙可知在2∼3s内,重物做匀速运动,由图甲可知此时拉力F=40N,
不计绳重和绳与轮之间的摩擦,则绳端拉力F=13(G+G动),
所以G动=3F-G=3×40N-100N=20N;
由图甲可知0s∼1s内,拉力F1=30N;由图乙可知,此时重物处于静止状态,
则物体和动滑轮受到向上的总拉力F总=3F1=3×30N=90N,
所以,0s∼1s内,物体对地面的压力F支=G+G动-F总=100N+20N-90N=30N,故A错误;
B、由图甲可知,在1∼2s内,拉力F2=50N,由图丙可知重物上升高度h1=1.25m,
则拉力端移动的距离s1=3h1=3×1.25m=3.75m,
拉力做的功:W=F2s1=50N×3.75m=187.5J,故B正确;
C、由图乙可知,在2∼3s内,重物做匀速运动,v物=2.5m/s,由图甲可知此时拉力F=40N,
绳子自由端移动速度v绳=3v物=3×2.5m/s=7.5m/s,
因为P=W总t=Fst=Fv,
所以拉力做功功率P总=Fv绳=40N×7.5m/s=300W,故C错误;
D、由图乙可知,在2∼3s内,重物做匀速运动,根据η=W有W总=GhFs=GhFnh=GnF可知,滑轮组的机械效率为:
η=W有W总=GhFs=GhFnh=GnF=100N3×40N×100%≈83.3%,故D错误。
故选:B。
由滑轮组的结构可以看出,承担物重的绳子股数n=3;
(1)由F-t图象得出在2∼3s内的拉力F,根据F=13(G+G动)计算动滑轮重力;
由F-t图象得出在0s∼1s时的拉力F,然后根据利用力的合成计算地面对物体的支持力;
(2)由图甲可知,在1∼2s内的拉力,由图丙得出重物上升高度,利用s=nh求拉力端移动的距离,利用W=Fs求拉力做的功;
(3)由F-t图象得出在2∼3s内的拉力F,由v-t图象得出重物上升的速度,求出拉力F的作用点下降的速度,利用P=W总t=Fst=Fv求拉力做功的功率;
(4)由图乙可知,在2∼3s内,重物做匀速运动,根据η=W有W总=GhFs=GhFnh=GnF求出滑轮组的机械效率。
本题是一道力学综合题,涉及到功、功率、机械效率的计算,能从题目提供的图中得出每秒内的相关信息是本题的关键。
8.【答案】2.815大于 200
【解析】解:(1)根据图示中弹簧秤的分度值是0.2N,示数为:F=2.8N。
(2)用大小为15N的力水平向右拉物体,物体向右做匀速直线运动,物体受到的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等,方向相反,则有f=F1=15N,
因压力的大小和接触面的粗糙程度没有发生变化,因此当F2=18N时,则物体受到的摩擦力不变,仍为15N。
(3)瓶中水面上方是空气,如果此处的气压等于瓶外的大气压,管内和瓶内的水面应该相平。现在是管内的水面高,说明瓶内的气压高于瓶外大气压;
(4)用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机,如果A处螺钉松脱,则支架会绕C点倾翻;
C点是支点,由杠杆平衡条件可知:
F×AC=G×12AB;
所以F=G×AB2AC=300N×40cm2×30cm=200N。
故答案为:(1)2.8;(2)15;(3)大于;(4)200。
(1)首先看清分度值,然后再读数;
(2)根据二力平衡条件,当物体处于静止或匀速直线运动状态时,受两个力平衡时,平衡力的大小相等;
影响滑动摩擦力的因素是压力的大小和接触面的粗糙程度;
(3)根据在图示的状态下,瓶内的气压大于瓶外的气压,使管内的水面高于瓶内水面;
(4)确定出支点,动力臂与阻力臂,根据杠杆平衡条件可知,即可求出拉力。
本题考查弹簧测力计的读数、大气压与高度关系、有关摩擦力大小的判断,杠杆平衡条件的应用等多个知识点,是一道综合性较强的题目。
9.【答案】解:小红随自动扶梯一同匀速上升,因此小红相对于扶梯静止,因此小丽受竖直向下的重力和竖直向上的支持力,并且二力是一对平衡力;过重心作竖直向下的力(即重力)和竖直向上的力(即支持力);如图所示:
【解析】小红随自动扶梯一同匀速上升,因此小红相对于扶梯静止,因此小丽受竖直向下的重力和竖直向上的支持力,并且二力是一对平衡力;由重心的位置,表示出二力的方向。
本题考查了画力的示意图,属于基础知识。
10.【答案】解:由题意可知,要求绳子的末端绕至按钮处,则可从按钮开始,引出一条绳子,依次绕过最上面的定滑轮、下面的动滑轮、上面的第二个定滑轮,最后回到动滑轮的挂钩上,如
图所示:
故答案为:见上图。
【解析】在绕线时,可以从动滑轮或定滑轮绕起,依次绕过每一个滑轮,在题目中要根据实际情况而定。
此题主要考查了滑轮组的组装,要掌握滑轮组的两种绕线方式:可以从定滑轮或动滑轮绕起。解决此题的关键是确定用力的方向。
11.【答案】解:(1)反向延长F2的作用线,从支点O作动力F2作用线的垂线,支点到垂足的距离为阻力臂L2。
(2)由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;图中支点在O点,因此OB作为动力臂最长;动力的方向应该垂直力臂OB向上,过点B垂直于OB向上作出最小动力F1的示意图,如图所示:
【解析】(1)力臂的概念:力臂是指从支点到力的作用线的距离。
(2)杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1L1=F2L2),在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小。
本题考查了力臂的画法,解题关键是通过杠杆的平衡条件得出:在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小的结论。
12.【答案】二力平衡 接触面粗糙程度 0 做匀速直线运动 甲、乙 0.6
【解析】解:(1)实验过程中,必须用弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做匀速直线运动,利用二力平衡原理可知,摩擦力大小等于拉力大小,从而测量出滑动摩擦力的大小;
(2)分析甲、丙两图可得:压力相同,丙中接触面更粗糙,因F1
假如此时物块B受到的力全部消失,由牛顿第一定律可知,它将做匀速直线运动;
(3)要得出“在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大”的结论,就要控制接触面的粗糙程度相同,改变压力大小,应分析甲、乙两图;
若A的重力为2N,可知A对接触面的压力为FN=GA=2N,再结合f=μFN可得μ=f3FN=1.2N2N=0.6;
故答案为:(1)二力平衡;(2)接触面粗糙程度;0;做匀速直线运动;(3)甲、乙;0.6。
(1)根据二力平衡原理分析;
(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,找出实验中相同量和不同量,分析得出摩擦力与变化量的关系;
只有相互压紧并有相对运动或有相对运动趋势的物体间才有摩擦力的作用;由牛顿第一定律分析可知;
(3)根据控制变量原则,要探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系,就要控制压力大小相同,据此分析作答;结合f=μFN求解。
本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,考查实验原理及控制变量法的运用及摩擦力产生的条件,题目有一定难度。
13.【答案】49300.8ρ水(h2-h1)h3
【解析】解:
(1)由图甲可知,砝码质量为5g+20g+20g=45g,游码所对的刻度值为4g,因此烧杯和液体的质量为:m=45g+4g=49g;
(2)根据图乙读出液体的体积为30mL;
(3)由图象知,烧杯中没有液体时,烧杯的质量为:m杯=25g;
当液体的体积为:V液=25cm3时,烧杯和液体的质量为:m总=45g,
液体的质量为:m液=m总-m杯=45g-25g=20g,
由密度公式得,液体的密度为:
ρ液=m液V液=20g25cm3=0.8g/cm3;
(4)①将平底试管放入水槽中,使其竖直漂浮在水面上,用刻度尺测出平底试管底部到水面的距离h1,设空平底试管的底面积为S,则G试管=G排水1=ρ水Sh1----------(1);
②将适量的待测液体倒入平底试管中,使其仍能竖直漂浮在水面上,用刻度尺测出平底试管底部到水面的距离h2,
则G液+G试管=G排水2=ρ水Sh2---------(2);
根据(1)(2)两式可得G液=ρ水Sh2-ρ水Sh1=ρ水S(h2-h1);
③用刻度尺测出试管内液柱的高度h3;
则G液=ρ液Sh3;
所以ρ液Sh3=ρ水S(h2-h1),
解得:ρ液=ρ水(h2-h1)h3。
故答案为:(1)49;(2)30;(3)0.8;(4)ρ水(h2-h1)h3。
(1)根据图中托盘天平中砝码的质量和游码所对的刻度值可以知道烧杯和液体的总质量;
(2)根据图乙读出液体的体积;
(3)从图象上找出液体和烧杯的总质量和烧杯的质量,求出液体的质量,找到对应的体积,根据密度公式求出液体的密度;
(4)先设平底试管的底面积为S,利用两次平底试管漂浮,列出平衡力的等式,可以推导出管中液体的重力;再结合管中液体的深度,可表示出液体的体积,从而表示出管中液体的重力大小,利用液体重力不变,即推导出液体的密度的表达式。
本题考查了天平和量筒的使用及密度的计算、实验误差的分析,以及利用浮力测量液体密度的方法,有一定的难度。
14.【答案】解:(1)汽车和驾驶员的总重力G=Mg=1.8×103kg×10N/kg=1.8×104N,
汽车静止在水平地面上时对地面压力等于总重力,则压力为F=G=1.8×104N,
汽车对地面的压强p=FS=1.8×104N0.06m2=3×105Pa;
(2)该车匀速行驶时的速度v=72km/h=20m/s,
因为功率P=Wt=Fst=Fv,所以该车匀速行驶时的牵引力F=Pv=30×103W20m/s=1500N;
(3)该车行驶100km牵引力做的功W=Fs'=1500N×100×103m=1.5×108J,
燃料完全燃烧放出的热量Q放=Wη=1.5×108J22%,
消耗汽油的质量m汽油=Q放q=1.5×108J22%×4.6×107J/kg≈14.8kg。
答:(1)该车静止在水平地面上时对地面的压强p为3×105Pa;
(2)该车匀速行驶时的牵引力F为1500N;
(3)该车行驶s=100km消耗汽油的质量m为14.8kg。
【解析】(1)根据G=mg计算汽车和驾驶员的总重力,汽车静止在水平地面上时对地面压力等于总重力,根据p=FS计算汽车对地面的压强;
(2)因为功率P=Wt=Fst=Fv,所以根据F=Pv计算牵引力;
(3)根据W=Fs计算该车行驶100km牵引力做的功,根据Q放=Wη计算汽油完全燃烧放出的热量,根据m=Q放q计算消耗汽油的质量。
本题考查了压强和汽车牵引力的计算、关于热机的有关计算,能够根据P=Wt=Fst=Fv推导出功率、牵引力和速度的关系,是本题计算牵引力的关键。
15.【答案】解:(1)水对容器底部的压强p1=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10-2m=500Pa。
(2)设水的深度到达h2=12cm时物块所受浮力为 F2,
由图知阿基米德原理知:F2=8N=ρ水V2g=1.0×103kg/m3×V2×10N/kg
解得:V2=8×10-4m3。
(3)由图中信息知,水的深度到达 8cm以后浮力保持 F2不再增大,此时物块处于漂浮状态。
有G=F2=8N,
物体的体积V=l3=(10cm)3=1000cm3=0.001m3。
物体的密度ρ=GVg=8N0.001m3×10N/kg=0.8×103kg/m3。
答:(1)水深h1=5cm时水对容器底部的压强为500Pa。
(2)水深h2=12cm时物块浸在水中的体积为8×10-4m3。
(3)物块的密度为0.8×103kg/m3。
【解析】(1)由液体压强公式得到水对容器底部的压强;
(2)水深h2=12cm时,由图得到物体受到的浮力,由阿基米德原理得到物块浸在水中的体积;
(3)由图中信息知,水的深度到达 8cm以后浮力保持 F2不再增大,此时物块处于漂浮状态,由物体的浮沉条件得到物体的重力,由体积公式得到物体的体积,由重力公式和密度公式得到物体的密度。
本题考查了液体压强公式、阿基米德公式、物体的浮沉条件、重力公式和密度公式的应用,解题的关键是能够从图像中获取有价值的信息。
16.【答案】解:(1)由图可知n=3,货物的重力:G=mg=600kg×10N/kg=6000N,
因为η=W有W总=GhFs=GhFnh=GnF,所以绳端拉力:
F=Gnη=6000N3×80%=2500N;
(2)绳子自由端移动的距离:s=nh=3×5m=15m,
拉力做的总功:W总=Fs=2500N×15m=37500J,
则拉力的功率:P=W总t=37500J10s=3750W;
(3)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=3×2500N-6000N=1500N;
配重的重力:G配=Mg=3×103kg×10N/kg=3×104N,
根据杠杆平衡条件有:G配l1=F2L2,代入数据有:3×104N×5m=F2×15m,
解得:F2=1×104N,
所以此时货物的重力:G'=F2-G动=1×104N-1500N=8500N,
所以此时货物的质量:m2=G'g=8500N10N/kg=850kg。
答:(1)绳端的拉力F为2500N;
(2)绳端拉力F的功率P为3750W;
(3)货物的质量m2为850kg。
【解析】(1)利用G=mg计算货物的重力,由图可知n=3,利用η=W有W总=GhFs=GhFnh=GnF求绳端拉力F;
(2)绳子自由端移动的距离s=nh,利用W=Fs求拉力做的总功,利用P=W总t求拉力的功率;
(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G=mg计算配重的重力,根据杠杆平衡条件求货物和动滑轮的总重,进而求出货物的重力,最后利用G=mg求货物的质量。
本题考查了重力的计算、杠杆的平衡条件、使用滑轮组时有用功、总功、功率和机械效率的计算,利用不计绳重和摩擦时F=1n(G+G动)是解题的关键。
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