河南省周口市太康县2022-2023学年八年级下学期期末物理试卷(含答案)
展开这是一份河南省周口市太康县2022-2023学年八年级下学期期末物理试卷(含答案),共16页。试卷主要包含了 如图甲铁轨下铺枕木, 如图实例中属于增大压强的是,原因是______等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年河南省周口市太康县八年级(下)期末物理试卷
1. 疫情期间,为做好开学后“新冠”肺炎的防控工作,学校定期对教室、寝室等场所进行消毒,同时还给各班配发了收集传染性固体废物的脚踩式垃圾桶。我们闻到酒精消毒液的气味,这是一种______ 现象。说明了分子在不停地______ ,用脚踩垃圾桶底部的小踏板,上面的桶盖会被打开,实质上桶盖相当于一个______ 杠杆(选填“省力”或“费力”)。
2. 如图甲铁轨下铺枕木。是通过______ 的方法减小压强,图乙压路机的碾子做得很重,是通过______ 的方法增大压强。
3. 将一根体积为6×10-4m3、重为5N的空心金属球浸没在水中,受到的浮力为______N(g取10N/kg),松手后小球会______(填“上浮”“下沉”或“悬浮”).
4. 如图所示为卫星绕地球飞行的轨道示意图,当卫星运行到近地点时,其______ 能最大,当它从远地点向近地点运动时能量的转化是______ 。
5. 将A、B和C三个体积相同而材料不同的实心球放入盛有液体的容器中,各球静止时所处位置如图所示,可以判断______ 球的密度最大,三个球受到的浮力FA、FB、FC的大小关系是______ ,图中a、b处所受液体压强Pa、Pb的大小关系是______ .
6. 拉杆式旅行箱给人们出行带来便捷,如图所示,使用时相当于一个______(选填“省力”或“费力”)杠杆;若箱和物品共重100N,动力臂是阻力臂的4倍,则抬起拉杆的力F为______N。
7. 如图实例中属于增大压强的是( )
A. 图钉尖很尖锐
B. 书包背带较宽
C. 穿滑雪板滑雪
D. 铁轨下铺设枕木
8. 关于运动和力,下列说法正确的是( )
A. 悬挂在天花板上的电灯所受的重力和电灯对天花板的拉力是一对平衡力
B. 做匀速圆周运动的物体,一定受到平衡力的作用
C. 做匀速直线运动的物体,其机械能一定保持不变
D. 做匀速直线运动的物体,如果只受到三个力作用,这三个力的合力一定为零
9. 如图所示,在调节平衡后的杠杆两侧,分别挂上相同规格的钩码,杠杆处于平衡状态。如果两侧各去掉一个钩码,下列说法正确的是( )
A. 左端下沉 B. 无法判断 C. 仍然平衡 D. 右端下沉
10. 一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它将同一物体匀速提升同样的高度,改进后与改进前相比( )
A. 有用功减少,总功减少 B. 有用功增加,总功增加
C. 有用功不变,总功不变 D. 有用功不变。总功减少
11. 如图所示,木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中,木块的( )
A. 重力势能减小,动能增大 B. 重力势能减小,机械能不变
C. 动能不变,机械能减小 D. 重力势能不变,机械能减小
12. 用如图所示的四种机械提起同一重物,不计机械自重和摩擦,最省力的是( )
A. B. C. D.
13. 如图所示,用F=50N的力通过滑轮组水平拉重为80N的物体,使其向左匀速运动,此过程中拉力F做的功为40J,已知物体受到水平地面的摩擦力为60N,(忽略绳子和动滑轮所受的重力)则下列说法不正确的是( )
A. 物体运动的距离为0.8m B. A点处的拉力大小为60N
C. 该滑轮组做的有用功为32J D. 该滑轮组的机械效率为60%
14. 如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同的烧杯,分别装有两种不同的液体,将两个相同的小球分别放入两烧杯中,小球静止时,两烧杯液面相平。下列判断正确的是( )
A. 甲烧杯中液体对容器底部的压力大于乙烧杯中液体对容嚣底部的压力
B. 甲烧杯中小球受到的浮力大于乙烧杯中小球受到的浮力
C. 甲、乙两烧杯底受到液体的压强相等
D. 甲烧杯对水平桌面的压强大于乙烧杯对水平桌面的压强
15. 如图所示,将一实心铁球浸没在水中后放手,请画出放手后铁球的受力示意图(不计水的阻力)。
16. 利用钓鱼竿钓鱼的示意图如图所示,O为支点,F1是手对鱼竿的作用力,请画出:F1的力臂及阻力F2的示意图.
17. 在探究物体的动能与哪些因素有关的实验中,小橡提出了如下猜想:
A.物体的质量越大,动能越大;
B.物体的速度越大,动能越大;
C.物体的动能可能与物体的材料有关。
如图所示,选择的器材有:斜面、木块各一个、质量分别为m1和m2的铁球各1个,质量为m1的铝球1个。已知m1
(2)通过比较甲、乙两次实验,得出的结论,可以验证猜想______ (选填“A”、“B”或“C”)是______ (选填“正确”或“错误”)。
(3)通过比较______ 两次实验,可以验证猜想C是错误的。
(4)在影响物体动能大小的因素中,哪个对动能影响更大,利用上述器材进行了实验测定,得观察家的数据如下表:
实验序号
小球的质量m/g
小球自由滚下的高度h/cm
木块被撞后运动的距离s/cm
1
30
10
4
2
30
20
16
3
60
10
8
分析表格中对应的数据可知:______ 对物体的动能影响更大,即当发生交通事故时,由此造成的危害更严重。
(5)本实验通过观察“木块滑行的距离”来判断小球动能的大小,这种方法在初中物理中有广泛的应用,下列实验探究与上述研究方法相同的是______ 。
A.研究“力与运动的关系”总结出牛顿第一定律
B.探究滑动摩擦力与哪些因素有关
C.通过泡沫塑料块的凹陷程度反映压力的作用效果
18. 小明同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验,请你根据小明的实验探究回答下列问题。
(1)在C与E两图中,保持了排开液体的体积不变,研究浮力与______的关系。根据A与E两图所示的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力______N。
(2)小明对ABCD四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关。对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而______,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度______。
(3)在小明实验的基础上,根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为______kg/m3。
19. 下面是小王利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验。(每个钩码重0.5N)
(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,这时应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)端调节,直到杠杆在水平位置平衡。
(2)如图1所示,①在杠杆A点处挂4个钩码,则在B点处应挂______个同样的钩码,杠杆仍然在水平位置平衡。
②把B点处的钩码取下,在B点处施加一个竖直向下的拉力F=______N时,杠杆仍然在水平位置平衡。当拉力F向右倾斜时,仍要保持杠杆在水平位置平衡,拉力F的大小将______(选填“变大”、“变小”或“不变”).原因是______。
(3)如果小王又进行了如图2所示的探究,考虑杠杆______的影响,发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉使杠杆仍然处于水平位置平衡时,则弹簧测力计的示数应大于______N。
20. 如图所示,一密度均匀的正方体木块,边长为10cm,漂浮在水面上。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,ρ木=0.6×103kg/m3)
求:(1)木块在水中受到的浮力;
(2)木块的下面受到水的压强及木块浸入水中的深度;
(3)欲使木块恰好完全没入水中,需在木块的上表面施加多大的向下的压力。
21. 用如图所示滑轮组提升一批货物,若工人用50N的拉力,15s内使重为90N的货物匀速上升了3m。不计绳重和摩擦,求:
(1)动滑轮的重;
(2)人拉绳子做功的功率;
(3)滑轮组的机械效率。
答案和解析
1.【答案】扩散 做无规则运动 费力
【解析】解:我们闻到酒精消毒液的气味,这是一种扩散现象。说明了分子在不停地做无规则运动,用脚踩垃圾桶底部的小踏板,上面的桶盖会被打开,实质上桶盖相当于杠杆,它的动力臂比阻力臂短,是一个费力杠杆。
故答案为:扩散;做无规则运动;费力。
(1)不同物质的分子在互相接触时彼此进入对方的现象叫扩散,扩散现象说明一切物质的分子都在不停地做无规则运动。
(2)动力臂比阻力臂长的杠杆是省力杠杆,动力臂比阻力臂短的杠杆是费力杠杆。
本题主要考查的是分子的热运动和杠杆的分类,属于基础性题目。
2.【答案】增大受力面积 增大压力
【解析】解:铁轨下铺枕木,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;
压路机的碾子做得很重,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强。
故答案为:增大受力面积;增大压力。
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。
掌握压强大小的影响因素,利用控制变量法解释生活中有关增大和减小压强的问题。
3.【答案】6;上浮
【解析】解:物体完全浸没时受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-4m3=6N,
物体的重力:G=5N,
∵F浮>G,
∴松手后物体将上浮.
故答案为:6;上浮.
物体完全浸没时受到的浮力可通过浮力的公式求出,再根据浮沉条件可判断松手后物体的浮沉状态.
本题考查了浮力和重力的计算、物体的浮沉条件的应用,关键是利用好隐含条件物体浸没水中时V排=V.
4.【答案】动 势能转化为动能
【解析】解:卫星在近地点时,速度最大,动能最大,在远地点时势能最大,当它从远地点向近地点运动时,势能转化为动能,所以势能减小、动能增大,速度增大。
故答案为:动;势能转化为动能。
(1)势能大小的影响因素:质量、被举的高度。质量越大,高度越高,势能越大;
(2)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。
本题考查了影响动能和势能的因素,难度不大。
5.【答案】C;FA
三个球排开水的体积:VB=VC>VA,由F浮=ρ水gV排可得FB=FC>FA;
b的位置比a的位置深,所以据p=ρgh可知,b点所受的压强比a点所受的压强大;
故答案为:C;FA
(2)据液体内部压强的计算公式分析即可判断;
本题考查了重力的公式、阿基米德原理及推导公式,利用好漂浮和悬浮条件是本题的关键.
6.【答案】省力 25
【解析】解:抬起拉杆的力F为动力,物品的重力为阻力,支点在下面,故动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆;
由杠杆的平衡条件:F动×L动=F阻×L阻,可求得F动=F阻L阻L动=100N4=25N。
故答案为:省力;25。
由示意图分析动力和阻力,然后看动力臂和阻力臂的大小,根据杠杆的平衡条件进行计算求出抬起拉杆的力。
这类题目要确定动力和阻力,分析动力臂和阻力臂,根据杠杆的平衡条件求解。
7.【答案】A
【解析】解:A、图钉尖很尖锐,减小了受力面积,增大了压强,符合题意;
B、书包背带较宽,增大了受力面积,减小了压强,不符合题意;
C、穿滑雪板滑雪,增大了受力面积,减小了压强,不符合题意;
D、铁轨下铺设枕木,增大了受力面积,减小了压强,不符合题意。
故选:A。
(1)增大压强的方法:在受力面积一定时,增大压力;在压力一定时,减小受力面积。
(2)减小压强的方法:在受力面积一定时,减小压力;在压力一定时,增大受力面积。
知道压强大小的影响因素,掌握增大和减小压强的方法,能在生活中应用压强知识解释有关现象。
8.【答案】D
【解析】解:A、悬挂在天花板上的电灯所受的重力和电灯对天花板的拉力作用在两个物体上,不是一对平衡力,故A错误;
B、做匀速圆周运动的物体,它的方向在不断改变,故一定不受到平衡力的作用,故B错误;
C、做匀速直线运动的物体,其速度不变,但质量和高度都可能变化,所以动能和重力势能都可能变化,则机械能也可能变化,故C错误;
D、做匀速直线运动的物体,处于平衡状态,所受力为平衡力,其合力为零,因此如果只受到三个力作用,这三个力的合力一定为零,故D正确。
故选:D。
(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)物体不受力或受平衡力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态;
(3)机械能包括动能和势能,动能的影响因素是质量和速度,重力势能的影响因素是质量和高度;
(4)物体静止或匀速直线运动状态称为平衡状态,物体在平衡状态下受平衡力,平衡力的合力为零。
本题考查了平衡力、力与运动的关系、影响机械能的因素以及平衡力的合力为零。易错点是匀速直线运动的物体,其机械能不一定不变。
9.【答案】D
【解析】解:设每个钩码的重力为G,每个小格的长度为L,根据杠杆平衡条件,若两侧各去掉一个钩码,则:
左边=G×3L;右边=2G×2L;
右边乘积大于左边乘积,所以右端下沉。
故选:D。
根据杠杆的平衡条件进行判断:平衡时F1L1=F2L2,若乘积不相等,则乘积大的一端下沉。
此题考查了有关杠杆平衡条件的应用,需掌握杠杆平衡条件,计算出两边力和力臂的乘积,比较大小便可。杠杆向力和力臂乘积大的一端倾斜。
10.【答案】D
【解析】解:∵把同一物体匀速提升同样的高度,
∴利用滑轮组做的有用功相同,
∵η=W有W总×100%,改装后的机械效率高,
∴改装后利用有用功所占总功的比例增加,即总功减小或额外功减少。故D正确。
故选:D。
用滑轮组把同一物体匀速提升同样的高度,有用功相同;由题知改装后的机械效率高,根据机械效率的公式知道总功减小,而总功等于有用功加上额外功,据此分析判断。
本题考查了有用功、额外功、总功、机械效率及其之间的关系,由“把同一物体匀速提升同样的高度”知道做的有用功相同是解本题的突破口,用好效率公式是关键。
11.【答案】C
【解析】解:木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中,其质量不变,速度不变,则动能不变;同时高度减小,则木块的重力势能减小,所以机械能减小。
故选:C。
动能的大小与物体的质量、速度有关;重力势能的大小与物体的质量、高度有关;机械能为动能与势能的总和。
解答本题的关键明确动能和重力势能大小的影响因素。
12.【答案】D
【解析】解:图中使用的简单机械,不计机械自重和摩擦的条件下:
A.用该图的杠杆提升重物时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,F>G;
B.用该图的杠杆提升重物时,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,F=G;
C.滑轮组绳子的有效股数n=2,则拉力F=12G;
D.滑轮组绳子的有效股数n=3,则拉力F=13G;
比较各机械使用时绳子的拉力可知:D图中的机械最省力。
故选:D。
(1)杠杆进行分类:动力臂大于阻力臂为省力杠杆,动力臂小于阻力臂为费力杠杆,动力臂等于阻力臂为等臂杠杆;
(2)由图可知滑轮组绳子的有效股数,不计机械自重和摩擦,根据F=1nG求出绳子的拉力。
本题考查杠杆和滑轮组的工作特点,比较拉力大小时,需逐个计算后再比较。
13.【答案】AC
【解析】解:A、拉力通过的路程sF=W总F=40J50N=0.8m,图中连接动滑轮的绳子股数为2,所以A移动的距离sA=12×sF=12×0.8m=0.4m,故A错误;
B、物体A做匀速直线运动,处于平衡状态,拉力和摩擦力是一对平衡力,A点处的拉力大小为FA=f=60N,故B正确;
C、该滑轮组做的有用功为W有用=fsA=60N×0.4m=24J,故C错误;
D、该滑轮组的机械效率为η=W有用W总×100%=24J40J×100%=60%,故D正确。
故选:AC。
(1)根据s=WF计算拉力通过的路程,图中连接动滑轮的绳子股数为2,所以A移动的距离等于12倍的拉力通过的路程;
(2)物体A做匀速直线运动,处于平衡状态,拉力和摩擦力是一对平衡力,A点处的拉力等于A受到的摩擦力;
(3)根据W=fs计算该滑轮组做的有用功;
(4)根据η=W有用W总×100%计算该滑轮组的机械效率。
本题考查了滑轮组的有关计算,解答本题时注意,有用功是克服摩擦力做的功W有用=fs。
14.【答案】AD
【解析】解:由图可知,小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态。
AC、根据浮沉条件可知:物体漂浮时ρ液>ρ物,物体悬浮时ρ液=ρ物,所以ρ液甲>ρ球,ρ液乙=ρ球,由此可得:ρ液甲>ρ液乙;
两杯中液面相平,根据p=ρgh可知,烧杯底受到液体的压强:p液甲>p液乙,故C错误,
容器的底面积相同,根据F=pS可知甲烧杯中液体对容器底部的压力大于乙烧杯中液体对容嚣底部的压力,故A正确;
D、从图中可知甲液体的体积大于乙液体的体积,根据G=mg=ρVg可知甲液体的重力大于乙液体的重力,
根据F=G球+G液+G杯可知甲烧杯对水平桌面的压力大于乙烧杯对水平桌面的压力,烧杯的底面积相同,根据p=FS可知甲烧杯对水平桌面的压强大于乙烧杯对水平桌面的压强,故D正确。
B、因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以将两个相同的小球分别放在两烧杯中,两小球受到的浮力相等,都等于小球的重力,故B错误。
故选:AD。
由图可知,小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态。
(1)根据浮沉条件可知:物体漂浮时ρ液>ρ物,物体悬浮时ρ液=ρ物,据此得出两液体的密度的大小关系;
两杯中液面相平,根据p=ρgh可知烧杯底受到液体的压强的大小关系。容器的底面积相同,根据F=pS可知烧杯中液体对容器底部的压力的大小关系;
(2)从图中可知甲液体的体积大于乙液体的体积,根据G=mg=ρVg可知两液体的重力的大小关系,
根据F=G球+G液+G杯可知两烧杯对水平桌面的压力的大小关系,烧杯的底面积相同,根据p=FS可知两烧杯对水平桌面的压强的大小关系。
(3)因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,据此分析两烧杯中小球受到的浮力的大小关系。
本题考查浮沉条件的应用,并考查压强和密度的有关知识,综合性强,难度适中。
15.【答案】解:铁的密度比水大,因此铁球在水中下沉,浮力小于重力;过球心分别沿竖直向下的方向和竖直向上的方向画一条带箭头的线段,分别用符号G和F浮表示;注意表示重力线段比表示浮力的线段要长些;如图所示:
【解析】(1)铁球在水中受重力与浮力的作用,重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上;
(2)因为铁球正在下沉,所以重力比浮力大,线段的长度不同。
(1)画力的示意图时,首先根据物体的运动状态,判断出物体受力的大小关系;
(2)力的示意图是用一条带箭头的线段把力的大小、方向、作用点三个要素表示出来,线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,线段起点或终点表示力的作用点。
16.【答案】解:过支点O作F1作用线的垂线段(即动力臂L1).
拉力的作用点在鱼线与鱼竿的接触点上,方向竖直向下,过拉力作用点作竖直向下的拉力F2;
如图所示:
【解析】(1)拉力F2的作用点为鱼线与杆的交点,阻力的方向沿绳子向下,过拉力F2的作用点表示出拉力的方向;
(2)已知支点和动力的方向,根据力臂的定义过支点作力的作用线的垂线段.
本题考查力的示意图以及力臂画法的掌握情况;确定力的作用点和方向,是正确画出力的示意图的前提.
17.【答案】速度 B 正确 甲、丁 超速 C
【解析】解:(1)让小球A从不同的高度由静止开始滚下,小球到达水平面时的速度不同,是为了研究小球动能的大小是否与速度有关;
(2)甲、乙对比,小球的质量相等,从不同高度下滑,小球到达水平面时的速度不同,木块移动距离不同,说明物体的动能与物体的速度有关,故可验证猜想B;
(3)探究物体的动能可能与物体的材料有关时应控制材料不同,高度和质量相同,故应选用甲、丁两图来探究,由图可知,木块移动的距离相同,动能相同,故C是错误的。
(4)由表中实验数据可知,在同等条件下速度对物体的动能影响更大,当发生交通事故时,由此造成的危害更严重。
(5)本实验通过观察“木块滑行的距离”来判断小球动能的大小,这是转换法的应用。
A.牛顿第一定律采用的是实验加推理的方法;
B.探究滑动摩擦力与哪些因素有关的实验中,采用的是控制变量法;
C.探究影响压力的作用效果时,通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,这是转换法;
故选C。
故答案为:(1)速度;(2)B;正确;(3)甲、丁;(4)超速;(5)C。
(1)小球从不同的高度滚下,到达水平面的速度不同,从而可以判断探究的对象;
(2)要验证物体的动能与物体速度的关系,需要保持物体质量相同,物体的速度不同,观察木块移动的距离,分析解答;
(3)根据图中的相同点和不同点,利用控制变量法分析;
(4)应用控制变量法,分析表中实验数据,然后答题。
(5)本实验通过观察“木块滑行的距离”来判断小球动能的大小,这是转换法的应用,据此分析。
本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法,反映动能多少时运用了转换法。从图中现象发现质量、速度的不同是此题的关键。
18.【答案】(1)液体密度;2.4;(2)增大;无关;(3)1.2×103。
【解析】(1)比较C与E两图可知,排开液体的体积相同,而液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,根据F浮=G-F示可知,物体受到的浮力不同,这是研究浮力与液体密度的关系;
由A知,物体的重力G=8N;
由E知,物体在盐水中时测力计的示数为F=5.6N;
则物体浸没在盐水中所受浮力:
F浮盐水=G-F=8N-5.6N=2.4N;
(2)B、C两图中,物体排开水的体积不同,测力计的示数也不同,物体所受浮力不同,且排开水的体积增大时,所受浮力的大小也增大;
C、D两图中,物体浸没在水中的深度不同,物体排开水的体积相同,而测力计的示数相同,物体所受浮力相同,可得浸没在液体中的物体所受浮力与深度无关;
(3)由A、C两图知,物体浸没在水中所受浮力:F浮=G-F'=8N-6N=2N;
由F浮=ρ液gV排得,物体的体积:
V=V排=F浮ρ水g=2N1×103kg/m3×10N/kg=2×10-4m3;
根据1小题可知,F浮盐水=2.4N,
由F浮=ρ液gV排得,盐水的密度:
ρ盐水=F浮盐水gV排=2.4N10N/kg×2×10-4m3=1.2×103kg/m3;
(1)分析比较C与E两图,保持了排开液体的体积不变,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,结合控制变量法的思想得出实验结论;由A与E两图根据F浮=G-F示计算出物体A浸没在盐水中受到的浮力;
(2)分析B、C中变化的量和浮力的变化得出结论;
分析C、D中变化的量和浮力的变化得出结论;
(3)由A、C两图计算物体在水中受到的浮力,根据阿基米德原理计算出其体积,根据物体在盐水中的浮力求出盐水的密度。
本题是探究影响浮力大小因素的实验,考查了对实验现象的分析及密度公式的应用,考查重点,应熟练掌握阿基米德原理公式。
19.【答案】右 6 3 变大 F的力臂变小 重力 3
【解析】解:
(1)杠杆静止时,杠杆左端下沉,说明右端偏高,平衡螺母需向右调节;
(2)①设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件:
FALA=FBLB4G×3L=FB×2L
解得FB=6G
即需在B点处挂6个钩码;
②每个钩码重0.5N,若在B点处施加一个竖直向下的拉力,则FB=6G=6×0.5N=3N;
若拉力F向右倾斜时,此时F的力臂变短,根据杠杆的平衡条件,力变大;
(3)若不计杠杆的重力,根据杠杆的平衡条件:
F向上L向上=F向下L向下F'×3L=3G×6L
解得F'=6G=6×0.5N=3N,
由于杆的重心在杆的中点,方向竖直向下,重力与钩码同时使杠杆向逆时针方向转动,所以弹簧测力计的示数应大于3N。
故答案为:(1)右;(2)①6;②3;变大;F的力臂变小;(3)重力;3。
(1)在调平杠杆平衡时,杠杆的哪端高,平衡螺母要向哪端移动;
(2)根据杠杆的平衡条件计算出在B点挂的钩码个数或拉力的大小;
当拉力F向右倾斜时,分析出力臂的变化结合杠杆的平衡条件判断力的变化;
(3)若杠杆的支点在杠杆的中点处,此时重力恰好作用在支点,若不在中点,此时杠杆的平衡会受重力的影响,根据重力的方向判断出重力是使杠杆向哪个方向转动,从而判断出测量结果偏差。
此题是探究杠杆平衡实验,考查了杠杆的调平及杠杆平衡条件的应用,在利用平衡条件公式时,要注意分析力和对应的力臂。
20.【答案】解:(1)正方体木块的体积V=L3=(0.1m)3=1×10-3m3,
木块的重力G=mg=ρ木Vg=0.6×103kg/m3×1×10-3m3×10N/kg=6N;
木块漂浮,木块在水中受到的浮力F浮=G=6N;
(2)木块的底面积S=L2=(0.1m)2=1×10-2m2,
木块所排开水的体积V排=F浮ρ水g=6N103kg/m3××10N/kg=6×10-4m3,
木块浸入水中的深度h=V排S=6×10-4m31×10-2m2=0.06m,
木块的下面受到水的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa;
(3)木块恰好完全没入水中,排开水的体积V排'=V=1×10-3m3,
木块浸没在水中时受到的浮力F浮'=ρ水V排'g=1.0×103kg/m3×1×10-3m3×10N/kg=10N;
木块受到竖直向下的重力、压力及竖直向上的浮力的作用,处于平衡状态,需在木块的上表面施加向下的压力F=F浮'-G木=10N-6N=4N。
答:(1)木块在水中受到的浮力为6N;
(2)木块的下面受到水的压强及木块浸入水中的深度分别为600Pa、0.06m;
(3)欲使木块恰好完全没入水中,需在木块的上表面施加4N向下的压力。
【解析】(1)得出正方体木块的体积,根据G=mg=ρ木Vg得出木块的重力;
木块漂浮,根据F浮=G得出木块在水中受到的浮力;
(2)得出木块的底面积S,根据阿基米德原理得出木块所排开水的体积V排,根据h=V排S得出木块浸入水中的深度,根据p=ρ水gh得出木块的下面受到水的压强;
(3)木块恰好完全没入水中,根据V排'=V得出排开水的体积,根据阿基米德原理得出木块浸没在水中时受到的浮力F浮',木块受到竖直向下的重力、压力及竖直向上的浮力的作用,处于平衡状态,根据F=F浮'-G木得出需在木块的上表面施加向下的压力。
本题考查浮力、压强的有关计算,是一道基础题。
21.【答案】解:(1)由题知,不计绳重和摩擦,
根据F=12(G轮+G物)得动滑轮的重力为:
即:50N=12×(G轮+90N),
动滑轮的重力为:
G轮=10N;
(2)拉力移动的距离:
s=2h=2×3m=6m,
拉力做功:
W总=Fs=50N×6m=300J,
拉力做功功率:
P=Wt=300J15s=20W;
(3)使用滑轮组做的有用功:
W有=Gh=90N×3m=270J,
滑轮组的机械效率:
η=W有用W总×100%=270J300J×100%=90%。
答:(1)动滑轮重为10N;
(2)人拉绳子做功的功率为20W;
(3)滑轮组的机械效率为90%。
【解析】由滑轮组的结构知道n=2,s=2h。
(1)不计绳重和摩擦,知道拉力和物重的大小,利用F=12(G轮+G物)求动滑轮的重;
(2)利用s=2h求出拉力移动的距离,知道拉力大小和运动时间,利用功率公式求解;
(3)利用W有=Gh求有用功,利用W总=Fs求总功,利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率。
本题考查了学生对有用功、总功、功率公式、机械效率公式、滑轮组s=nh的理解和运用,理解并求出有用功和总功、利用好F=12(G轮+G物)是本题的关键。
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